现实世界优化问题的日益复杂凸显了这项研究的重要性,因为经典算法无法在这些情况下提供有效的答案。由于非线性优化问题在许多领域普遍存在,因此需要创新方法来快速且可扩展地解决这些问题。由于量子计算具有叠加原理和内在并行性,因此它在加速优化过程和克服经典限制方面具有巨大的潜力。然而,将量子算法 (I-QA) 集成到现实世界的应用中并不总是一帆风顺的。在保持量子相干性、纠正错误和在硬件限制内工作方面存在重大挑战。为了能够通过量子并行性同时探索解空间,本研究提出了混合量子梯度-经典方法 (HQG-CA),该方法利用参数化量子电路来表示可能的解。此外,通过将量子梯度信息应用于量子态空间中的直接优化来提高收敛速度。金融投资组合的优化、机器学习模型参数的调整以及物流路线的优化是 HQG-CA 在许多行业中的一些应用。本摘要探讨了这些应用,突出了 HQG-CA 在解决现实世界中的优化问题方面的革命性潜力。通过全面的模拟实验评估了 HQG-CA 的有效性。基于广泛的测试和与传统替代方案的比较,讨论了算法加速、解决方案准确性和可扩展性等性能指标。本研究对 HQG-CA 解决非线性优化问题的潜力进行了全面评估。
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