摘要 — 由于量子计算的内置并行性,未来量子计算机在处理一些复杂的模糊逻辑计算方面具有未被开发的潜力。最近,在一种称为量子退火器的量子计算机上,引入了一种基于解决二次无约束二进制优化 (QUBO) 问题的模糊集的新表示和一些基本模糊逻辑运算符 (并集、交集、alpha 切割和最大值) 的实现。本文通过提出一种基于二进制二次模型 (BQM) 的量子退火机上的质心去模糊化的实现来扩展这项工作,但这次使用的是 Ising 模型。通过在量子计算机上实现基本操作和去模糊化,本文为在量子退火器等增强型设备上实现整个模糊推理引擎铺平了道路。索引术语 — 量子计算、模糊逻辑、模糊集。
1 上海大学国际量子人工智能科学技术中心 (QuArtist) 和物理系,上海 200444,中国 2 巴斯克大学 UPV/EHU 物理化学系,Apartado 644,4800,西班牙省,上海市,上海市 200444,中国 4 量子中心,Uribitarte Kalea 6,48001 毕尔巴鄂,西班牙 5 巴斯克大学 UPV/EHU EHU 量子中心,Apartado 644,48080 毕尔巴鄂,西班牙 6 核与世俗大学原子物理系,1004 villa,西班牙 7 卡洛斯一世物理理论与计算研究所,18071 格拉纳达,西班牙 8 瓦伦西亚大学电子工程系 IDAL,Avgda。 Universitat s/n, 46100 Burjassot, 西班牙 9 ValgrAI:瓦伦西亚人工智能研究生院和研究网络,Camí de Vera, s/n, Edificio 3Q, 46022 Valencia, 西班牙 10 多元宇宙计算,Pio Baroja 2018,圣塞瓦斯蒂安,西班牙 ysics Center,Paseo Manuel de Lardizabal 4, 20018 San Sebastián, 西班牙 12 IKERBASQUE,巴斯克科学基金会,Plaza Euskadi 5, 48009 Bilbao, 西班牙 13 Kipu Quantum,Greifswalderstrasse 226, 10405 Berlin Application Centre, Berlin Application Center 14 Alameda de Mazarredo 14, 48009 Bilbao, 西班牙 * 通讯地址:javier.gonzalezc@ehu.eus
ρnm(t)=⟨n| p(t)| m⟩=⟨n| ψ ( t ) ⟩⟨ ψ ( t ) | m⟩=⟨n|乌 | ψ 0 ⟩⟨ ψ 0 | †米⟩(22)
两端施加相反自旋极化的有限长度铁磁链是最简单的受挫自旋模型之一。在干净的经典极限中,由于边界条件而插入的畴壁以相等的概率存在于任何一个键上,并且简并度恰好等于键数。如果通过横向场引入量子力学,畴壁将表现为盒子中的粒子,并且更倾向于靠近链的中间而不是两端。因此,真实量子退火器的一个简单特征是这些极限中的哪一个在实践中实现。在这里,我们使用具有反平行边界自旋的铁磁链来测试真实通量量子比特量子退火器,并发现与两个预期相反,由于存在有效随机纵向场,发现的畴壁分布不均匀,尽管在量子比特之间的耦合名义上为零时进行了调整以将这些场归零。我们对畴壁分布函数的形式进行了简单的推导,并展示了我们发现的效应如何用于确定表征退火器的有效随机场(噪声)的强度。以这种方式测量的噪声小于单量子比特调谐过程中看到的噪声,但仍然会定性地影响退火器执行的模拟结果。
摘要 — 量子计算将通过利用叠加、纠缠和干涉等量子力学效应,实现大规模并行算法的设计,从而以有效方式解决难题,从而彻底改变计算领域。这些计算改进可能会对模糊系统在诸如大数据等环境中的设计和使用方式产生重大影响,在这些环境中,计算效率是一个不可忽略的约束。为了为这一创新方案铺平道路,本文介绍了一种基于二次无约束二元优化 (QUBO) 问题的模糊集和运算符的新表示,以便在一种称为量子退火器的量子计算机上实现模糊推理引擎。
在工程(以及其他学科)的许多实际情况下,我们需要解决优化问题:我们想要一个最佳设计,我们想要一个最佳控制,等等。优化的主要问题之一是避免局部最大值(或最小值)。有助于解决此问题的技术之一是退火:每当我们发现自己处于可能的局部最大值时,我们都会以某种概率跳出并继续寻找真正的最优值。组织这种确定性优化的概率扰动的自然方法是使用量子效应。事实证明,量子退火通常比非量子退火效果好得多。量子退火是唯一使用量子效应的商用计算设备——D-Wave 计算机背后的主要技术。量子退火的效率取决于退火计划的正确选择,即描述扰动如何随时间减少的计划。根据经验,已经发现两种计划效果最好:幂律和指数计划。在本文中,我们通过证明这两个时间表确实是最优的(在某种合理的意义上),为这些实证成功提供了理论解释。
威斯特湖 在威斯特湖狩猎需遵守联邦和州的鱼类和野生动物法规。一般来说,除已开发的休闲区和大坝及其他建筑物周围的土地外,所有陆军工程兵团土地均向公众开放,供狩猎。希望获得当前狩猎法规或在陆军工程兵团土地上建造鸭棚的猎人应参考当前的俄克拉荷马州狩猎指南或联系俄克拉荷马州野生动物保护部,地址:1801 N. Lincoln Blvd, Oklahoma City, OK 73105 (405) 521-2739。敦促猎人遵守良好的体育精神、安全和常识的基本规则。车辆只能在既定道路上行驶,露营仅限于指定地点。如《联邦法规》第 36 章所述,有关威斯特湖使用的其他信息和法规副本可从威斯特湖办公室 (918) 665-7206 或尤福拉湖办公室 (918) 799-5843 获取。
8 REVIEWS OF GEOPHYSICS Reviews Of Geophysics 地球物理 A2 Q1 TOP 9 GEOLOGY Geology 地质学 A2 Q1 TOP 10 ANNUAL REVIEW OF MARINE SCIENCE Annual Review Of Marine Science 海洋科学 A2 Q1 TOP 11 ENERGY & ENVIRONMENTAL SCIENCE Energy & Environmental Science 环境科学 A2 TOP 12 NATURE CLIMATE CHANGE Nature Climate Change 环境科学 A2 Q1 TOP 13 NATURE SUSTAINABILITY Nature Sustainability 环境科学与生态学 A2 TOP 14 NATURE ECOLOGY AND EVOLUTION Nature Ecology And Evolution 环境科学与生态学 A2 TOP 15 ECOLOGY LETTERS Ecology Letters 环境科学与生态学 A2 TOP 16 CURRENT BIOLOGY Current Biology 生物学 A2 TOP 17 NATURE ENERGY Nature Energy 能源与燃料 A2 1 区 18 NATURE ASTRONOMY Nature Astronomy 天文学 A2 TOP 19 NATURE WATER Nature Water 水文学 A2 无 20 ELIFE eLife 古生物学 A2 TOP 21 WATER RESEARCH Water Research 环境科学 A2 Q1 1 区 TOP 1 SCIENCE BULLETIN Science Bulletin 综合性 1 区 1 区 TOP 2 EARTH-SCIENCE REVIEWS Earth-Science Reviews 综合性 1 区 Q1 1 区 TOP 3 EARTHS FUTURE Earths Future 综合性 1 区 Q1 1 区 TOP 4 EARTH SYSTEM SCIENCE DATA Earth System Science Data 综合性 1 区 Q1 1 区 TOP 5 JOURNAL OF ADVANCED RESEARCH Journal of Advanced Research 综合性 1 区 1 区 TOP 6 THE INNOVATION The Innovation 综合性 1 区 1 区 7 EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS Earth And Planetary Science Letters 综合性 1 区 Q1 TOP 8 HYDROLOGY AND EARTH SYSTEM SCIENCES Hydrology And Earth System Sciences 综合性 1 区 Q1 1 区 TOP 9 GONDWANA RESEARCH Gondwana Research 综合性 1 区 Q1 1 区 TOP 10 GEOLOGICAL SOCIETY OF AMERICA BULLETIN Geological Society Of America Bulletin 综合性 1 区 Q1 1 区 TOP
功率流 (PF) 分析是研究电网中功率流的一种基础计算方法。该分析涉及求解一组非线性和非凸微分代数方程。因此,最先进的 PF 分析求解器面临着可扩展性和收敛性的挑战,特别是对于大规模和/或病态情况,这些情况的特点是可再生能源渗透率高。事实证明,绝热量子计算范式能够有效地找到嘈杂中尺度量子 (NISQ) 时代的组合问题的解决方案,并且它可以潜在地解决最先进的 PF 求解器所带来的局限性。我们首次提出了一种用于高效 PF 分析的新型绝热量子计算方法。我们的主要贡献是 (i) 一种组合 PF 算法和一个符合 PF 分析原理的修改版本,称为绝热量子 PF 算法 (AQPF),它们都使用二次无约束二进制优化 (QUBO) 和 Ising 模型公式;(ii) AQPF 算法的可扩展性研究;(iii) AQPF 算法的扩展,以使用分区方法处理更大的问题规模。使用不同的测试系统大小在 D-Wave 的 Advantage™ 量子退火器、富士通的数字退火器 V3、D-Wave 的量子-经典混合退火器和两个在经典计算机硬件上运行的模拟退火器上进行了数值实验。报告的结果证明了所提出的 AQPF 算法的有效性和高精度,以及它在使用量子和量子启发算法处理病态情况的同时加速 PF 分析过程的潜力。