Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > quant-ph > arXiv:2503.00219

帮助 | 高级搜索

量子物理

arXiv:2503.00219 (quant-ph)
[提交于 2025年2月28日 ]

标题: 混合量子-经典旅行商问题优化

标题: Hybrid Quantum-Classical Optimisation of Traveling Salesperson Problem

Authors:Christos Lytrosyngounis, Ioannis Lytrosyngounis
摘要: 旅行商问题(TSP)是一个基本的NP难优化挑战,在物流、运筹学和网络设计等领域有着广泛的应用。虽然经典算法能够有效地解决小型到中型实例,但由于指数级复杂性,它们在可扩展性方面存在困难。 在这项工作中,我们提出了一种混合量子-经典方法,利用IBM的Qiskit Runtime将量子优化技术与经典的机器学习方法相结合,特别是K-Means聚类和随机森林分类器。这些机器学习组件有助于问题分解和噪声缓解,从而提高量子解决方案的质量。 对于从4到8个城市实例的TSP实验结果显示,纯量子方法产生的解决方案比经典基线差21.7%,而混合方法将8个城市实例的成本增加减少到了11.3%。这表明混合方法相比纯量子方法能提高解的质量,但仍然不如经典求解器最优。 尽管目前硬件存在限制,这些结果展示了量子增强方法在组合优化中的潜力,并为未来可扩展量子计算框架的发展铺平了道路。
摘要: The Traveling Salesperson Problem (TSP) is a fundamental NP-hard optimisation challenge with widespread applications in logistics, operations research, and network design. While classical algorithms effectively solve small to medium-sized instances, they struggle with scalability due to exponential complexity. In this work, we present a hybrid quantum-classical approach that leverages IBM's Qiskit Runtime to integrate quantum optimisation techniques with classical machine learning methods, specifically K-Means clustering and Random Forest classifiers. These machine learning components aid in problem decomposition and noise mitigation, improving the quality of quantum solutions. Experimental results for TSP instances ranging from 4 to 8 cities reveal that the quantum-only approach produces solutions up to 21.7% worse than the classical baseline, while the hybrid method reduces this cost increase to 11.3% for 8 cities. This demonstrates that hybrid approaches improve solution quality compared to purely quantum methods but remain suboptimal compared to classical solvers. Despite current hardware limitations, these results highlight the potential of quantum-enhanced methods for combinatorial optimisation, paving the way for future advancements in scalable quantum computing frameworks.
主题: 量子物理 (quant-ph) ; 新兴技术 (cs.ET)
引用方式: arXiv:2503.00219 [quant-ph]
  (或者 arXiv:2503.00219v1 [quant-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2503.00219
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Christos Lytrosyngounis [查看电子邮件]
[v1] 星期五, 2025 年 2 月 28 日 22:07:28 UTC (4,900 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
quant-ph
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-03
切换浏览方式为:
cs
cs.ET

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号