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World File Search System求解算法
量子迷宫求解算法的开发
量子计算是一种新的、潜在的计算方式。与当前的经典计算相比，它采用了不同的方法和机制。量子计算的潜在或最高边界仍然未知。因此，目标是开发一个量子算法机器人，使用树形图迷宫来解决迷宫问题。树形图迷宫有 2n 条可能的路径，任务是找出路径中最短的路径。量子算法使用基于比率的方法来解决迷宫。IBM 的 Qiskit 被用作库，其中开发了量子算法，通过执行由量子门构建的量子电路来解决迷宫。已经开发并测试了两种量子算法。这两种量子算法的最短路径准确率平均分别为 78% 和 84%。这两种量子算法都以相同的方法战胜了相应的经典对手。
回归问题的分类和解决方案...
5 非线性模型 16 5.1 非线性对角加权最小二乘问题 ......16 5.1.1 求解算法 ...................16 5.1.2 与解决方案参数相关的不确定性 .....17 5.2 非线性高斯-马尔可夫回归问题 .........17 5.2.1 求解算法 ....................18 5.2.2 与解决方案参数相关的不确定性 .....19 5.3 广义距离回归问题 ............19 5.3.1 解决方案算法 ......................20 5.3.2 与解决方案参数相关的不确定性 .....22 5.4 广义高斯-马尔可夫回归问题 ..........22 5.4.1 求解算法 ......................22 5.4.2 与解决方案参数相关的不确定性 ......24
用于计算化学的噪声量子电路的数值模拟
摘要 近期量子计算机计算小分子基态特性的机会取决于计算拟设的结构以及设备噪声引起的误差。在这里，我们使用数值模拟研究这些噪声量子电路的行为，以估计准备好的量子态相对于通过常规方法获得的基本事实的准确性和保真度。我们实现了几种不同类型的拟设电路，这些电路源自酉耦合簇理论，目的是使用变分量子特征求解算法估计氢化钠的基态能量。我们展示了能量和保真度的相对误差如何随着基于门的噪声水平、核间配置、拟设电路深度和参数优化方法的变化而变化。
电池能量调度及利益分配模型...
储能解决方案对于实现碳中和和碳达峰目标具有战略意义，但安装成本高、需求不匹配、设备利用率低等问题阻碍了传统储能的大规模商业化。依托共享经济的共享储能模式可以有效克服这些问题，近年来受到了广泛关注。本文首先探讨了共享储能的概念，并说明了其在不同国家的应用。其次，梳理了共享储能研究中的两个核心问题——最优能源调度和合理的利润分配，并总结了常见的建模方法和求解算法。此外，指出了共享储能实际应用面临的平衡能源效率与分配公平的困境。在此基础上，指出区块链技术可以解决共享储能的上述困境，并给出了未来研究的重点方向。
基于波导 QED 的变分量子模拟器
在本补充材料中，我们提供了更多细节来支持正文中提出的结果。在 SM1 节中，我们回顾了当波导模式具有带隙时光子介导相互作用可调谐性的物理起源。然后，在 SM2 节中，我们总结了变分量子本征求解算法的关键步骤（SM2 A），描述了所考虑的目标模型的属性（SM2 B），解释了文献中通常使用的不同假设的结构（SM2 C），详细介绍了我们用于获得正文结果的优化协议（SM2 D），并评论了其他可能用于对我们的结果进行基准测试的品质因数（SM2 E）。最后，在 SM3 节中，我们讨论了用于获得正文图 3 的误差模型的细节。还请注意，用于重现手稿结果的所有代码都可以在 https://github.com/cristiantlopez/Variational-Waveguide-QED-Simulators 中找到。
硅电子能带结构的量子计算
过去十年中，量子架构的发展启发了物理学和量子化学中的混合经典量子算法，这些算法有望在量子计算时代完全到来之前模拟超出现代经典计算机能力的费米子系统。最近，人们进行了大量的研究，以获得能够准确表示化学系统的最小深度量子电路。在这里，我们展示了量子化学中使用的前所未有的方法，这些方法旨在在量子处理器上模拟分子，可以扩展到计算周期性固体的性质。特别是，我们提出了实现变分量子特征求解算法的最小深度电路，并首次成功地使用它在量子机上计算硅的能带结构。我们坚信，在基于云的平台上进行的量子实验将刺激对高级量子材料可扩展电子结构计算的更深入研究。
采用一种新颖的 TF/TA 最优飞行轨迹规划...
摘要。本文提出了一种新方法，以增强保形映射在地形跟随 (TF) 和地形规避 (TA) 飞行中最佳轨迹规划过程中的应用。新方法使用保形映射概念作为修饰工具，将由于存在障碍物而导致飞行高度受限的受限轨迹规划问题转换为没有障碍物和最小高度约束的再生问题。在这方面，利用 Schwarz-Christoel 定理将高度约束纳入飞机动态运动方程。然后通过数值方法（即直接 Legendre-Gauss-Radau 伪谱算法）求解再生的最优控制问题。优化了飞行时间、地形遮蔽和气动控制力的综合性能指标。此外，为了获得真实的轨迹，在求解算法中将飞机的最大爬升率和下降率作为不等式约束。二维飞行场景的几个案例研究表明该方法在 TF/TA 轨迹规划中的适用性。大量模拟证实了所提方法的有效性，并验证了解决方案的可行性，满足了问题的所有约束。
以应用为导向的全量子计算堆栈整体基准测试
量子计算系统需要根据其预期执行的实际任务进行基准测试。在这里，我们提出了 3 个“应用驱动”电路类别用于基准测试：深度（与变分量子特征值求解算法中的状态准备相关）、浅层（受 IQP 型电路启发，可能对近期量子机器学习有用）和平方（受量子体积基准测试启发）。我们使用几个性能指标来量化量子计算系统在运行这些类别的电路时的性能，所有这些性能指标都需要指数级的经典计算资源和来自系统的多项式数量的经典样本（位串）。我们研究性能如何随所使用的编译策略和运行电路的设备而变化。使用 IBM Quantum 提供的系统，我们检查了它们的性能，结果表明噪声感知编译策略可能有益，并且根据我们的基准测试，设备连接性和噪声水平对系统性能起着至关重要的作用。
融合碳排放交易和绿色证书交易的虚拟电厂优化调度模型
大规模清洁能源的并网为清洁能源体系的建立提供了可能，如何提高清洁能源的利用效率以减少碳排放是亟待解决的问题。首先，分析了碳交易和绿证交易机制下的虚拟电厂（VPP）运营模式。其次，将碳交易机制和绿证交易机制融入到包括风电、光伏发电、燃气轮机和储能装置的VPP优化调度模型中，以VPP的净利润为优化目标，兼顾经济性和环保性。基于VPP是否参与碳交易和绿证交易，建立了3种方案并进行比较分析。此外，为应对可再生能源的波动性，对3种方案下4个典型日可再生能源出力场景的利用率进行了比较分析。针对该问题，本文提出了自归纳变分粒子群优化（SCV-PSO）算法。仿真结果表明,提出的VPP优化调度模型及求解算法能在保证经济性的前提下有效提高可再生能源利用率、减少碳排放,为今后电力系统低碳经济运行提供有益参考。
天然气和电力系统协调运行的灵活性研究
燃气发电厂和燃气电驱动压缩机驱动的电力和燃气系统之间的相互依赖性不断增强，因此有必要对这种相互依赖性进行详细研究，特别是在可再生能源份额增加的背景下。本文评估了综合方法在燃气和电力系统运行中的价值。采用外近似等式松弛 (OA/ER) 法处理燃气和电力系统综合运行的混合整数非线性问题的优化类。与逐次线性规划相比，该方法显著提高了求解算法的效率，计算时间缩短了近 40%。在 GB 2030 能源情景中，针对不同可再生能源发电渗透水平，量化了包括灵活燃气压缩机、需求侧响应、电池存储和电转气在内的灵活性技术在燃气和电力综合系统运行中的价值。建模表明，灵活性选项将显著节省天然气和电力系统的年度运营成本（最高可达 21%）。另一方面，分析表明，灵活性技术的部署可以适当地支持天然气和电力系统之间的相互作用。