实数编码量子进化算法

为求解复杂函数优化问题,基于量子计算的相关概念和原理,提出一种实数编码量子进化算法.首先构造了由自变量向量的一个分量和量子比特的一对概率幅为等位基因的三倍体染色体,增加了解的多样性;然后利用量子旋转门和依据量子比特概率幅满足归一化条件设计的互补双变异算子进化染色体,实现局部搜索和全局搜索的平衡.标准函数仿真表明,该算法适合求解复杂函数优化问题,具有收敛速度快、全局搜索能力强和稳定性好的优点.     

优化复杂函数的粒子群-鸽群混合优化算法

针对复杂函数优化问题,提出一种两阶段混合优化算法。对基本粒子群和鸽群算法进行改进,引入惯性因子和跳跃算子增强了粒子群算法的搜索能力,提出干扰算子增加了鸽群算法的种群多样性。将改进后的两种算法相结合,形成两阶段混合优化算法,同时定义了一种多样性函数对种群进行实时监测,以保证种群的多样性。采用两组经典测试函数,对算法性能进行测试。结果表明,算法适用于求解复杂函数优化问题,且具有较好的收敛速度和收敛精度。     

量子计算及量子算法研究进展

量子相干性和量子纠缠等特性为量子计算带来了完全不同于经典计算的独特运算方式,量子计算表现出的并行性更是令经典运算望尘莫及。Shor算法的提出完全展示了量子算法在解决某些经典问题时的优势,接踵而至的Grover搜索算法进一步诠释了量子计算的威力。此后,算法“量子化”在国际上掀起了研究的热潮,尤其在量子智能算法方面取得了不错的成果。文章首先介绍量子计算的发展现状和基本原理;然后列举三种典型的量子算法,展示量子计算的优越性;最后介绍该领域的研究进展。     

基于云模型的自适应量子粒子群算法

利用云模型理论能兼顾随机性和模糊性的特质, 提出一种基于云模型的自适应量子粒子群优化算法。首先分析量子粒子群算法的控制机制, 在此基础上, 使用云算子实现对每个粒子的吸收扩张因子自适应控制, 达到在进化过程中对粒子飞行位置动态调整的目的, 使算法具有较快的收敛速度和较强的全局搜索能力。同时, 补充针对性的优化方案, 有效避免算法陷入局部最优。对典型测试函数的仿真对比实验表明, 该算法具有寻优能力强、搜索精度高、稳定度好等优点, 相比其它同类算法具有一定优势。     

基于云模型的量子免疫优化算法

采用云模型对量子免疫算法进行了改进,采用量子种群基因云对种群进化进行定性控制,基于云模型的量子旋转门自适应调整策略进行更新操作,使算法在定性知识的指导下能够自适应控制搜索空间范围,使其能在较大搜索空间条件下避开局部最优解。典型函数对比实验表明该算法可以避免陷入局部最优解,能提高全局寻优能力,能以更快的速度收敛于全局最优解,具有较好的应用价值。     

量子退火算法研究进展

在数学和应用领域,量子退火算法是一类新的量子优化算法.不同于经典模拟退火算法利用热波动来搜寻问题的最优解,量子退火算法利用量子波动产生的量子隧穿效应来使算法摆脱局部最优,而实现全局优化.在已有的研究中,量子退火算法在某些问题上展现出良好的优化效果.系统地综述了量子退火算法的基本原理和近年来的主要研究进展,较为详细地介绍了几个主要的量子退火算法,对量子退火算法的优点和可能的不足进行了分析评述,并对今后的研究方向进行了展望.     

量子算法与量子衍生算法

随着经典计算发展日趋缓慢,量子计算正逐渐成为研究领域的关注热点.该文简要介绍了量子计算的基本原理.接着,从当前量子计算领域中的两个活跃研究方向——量子算法和量子衍生技术研究出发对整个量子算法领域主要发展脉络进行梳理并总结目前量子计算研究的发展规律.最后,该文针对这两个方向提出了若干量子计算领域的发展趋势.通过对量子计算研究领域的综述和展望,对后续量子计算研究发展具有一定的指导意义.     

一种改进的量子遗传算法及其应用

针对基于Bloch球面坐标编码的量子遗传算法应用中的优化效率低和局部寻优较差能力问题,提出2点改进措施：在比较种群的基础上将局部搜索与全局搜索相结合;依据三链特性将搜索空间扩展为3Bloch球面空间。将改进算法应用于多变量函数极值优化问题,仿真结果表明,该改进算法寻优代数小、收敛速度快、效率高,并且具有较好的种群多样性,验证了改进措施的有效性。     

一种新的混合量子进化算法

量子进化算法(QEA)用于多峰函数优化时,容易陷入局部最优.本文提出一种新的混合量子进化算法,通过双编码机制(经典二进制编码和量子概率编码),以及经典交叉和量子概率编码更新策略,实现了经典遗传算法与量子进化算法的有机结合,在发挥经典遗传算法全局优化能力的同时,利用量子概率搜索提高了算法的局部搜索能力.通过一组典型函数优化实验对该算法的性能进行了考察,并与QEA进行了比较.结果表明,本文算法在解的质量和收敛速度上都要优于QEA.     

基于鸽群的鲁棒强化学习算法

强化学习是一种人工智能算法,具有计算逻辑清晰、模型易扩展的优点,可以在较少甚至没有先验信息的前提下,通过和环境交互并最大化值函数,调优策略性能,有效地降低物理模型引起的复杂性。基于策略梯度的强化学习算法目前已成功应用于图像智能识别、机器人控制、自动驾驶路径规划等领域。然而强化学习高度依赖采样的特性决定了其训练过程需要大量样本来收敛,且决策的准确性易受到与仿真环境中不匹配的轻微干扰造成严重影响。特别是当强化学习应用于控制领域时,由于无法保证算法的收敛性,难以对其稳定性进行证明,为此,需要对强化学习进行改进。考虑到群体智能算法可通过群体协作解决复杂问题,具有自组织性及稳定性强的特征,利用其对强化学习进行优化求解是一个提高强化学习模型稳定性的有效途径。结合群体智能中的鸽群算法,对基于策略梯度的强化学习进行改进：针对求解策略梯度时存在迭代求解可能无法收敛的问题,提出了基于鸽群的强化学习算法,以最大化未来奖励为目的求解策略梯度,将鸽群算法中的适应性函数和强化学习结合估计策略的优劣,避免求解陷入死循环,提高了强化学习算法的稳定性。在具有非线性关系的两轮倒立摆机器人控制系统上进行仿真验证,实验结果表...     

一种基于云模型的改进型量子遗传算法*

针对量子遗传算法在函数优化中易陷入局部最优和早熟收敛等缺点,采用云模型对其进行改进,采用量子种群基因云对种群进化进行定性控制,采用基于云模型的量子旋转门自适应调整策略进行更新操作,使算法在定性知识的指导下能够自适应控制搜索空间范围,能在较大搜索空间条件下避开局部最优解。典型函数对比实验表明,该算法可以避免陷入局部最优解,能提高全局寻优能力,同时能以更快的速度收敛于全局最优解,优化质量和效率都要优于遗传算法和量子遗传算法。     

一种改进的双链量子遗传算法及其应用*

针对目前双链量子遗传算法中保持种群多样性和改善优化效率问题提出了三种改进方法。通过在量子比特概率幅三角函数表达式中引入常数因子,使搜索过程在多个周期上同时进行,以改善算法的优化效率;提出了一种基于单比特量子Hadamard的变异策略,可提高保持种群多样性的概率;改进了量子旋转门转角步长函数,能够有效避免算法震荡,增强算法的适应性。以多变量函数极值优化问题为例,仿真实验结果表明上述三种改进措施是有效的。     

量子群智能优化算法综述

随着科学技术的不断发展,最优化理论及其衍生出的算法已经广泛应用于人们的日常工作与生活当中,现实世界中的很多问题都可以被描述为组合优化问题。群智能优化算法这些年来被证明在解决组合优化问题方面效果显著,将当下处于研究热点的量子计算概念引入群智能优化算法形成的量子群智能优化算法,为更好地解决组合优化问题提出了一个新的研究方向。在过去的二十多年里,许多量子群智能优化算法被不断开发出来,同时在此基础上进行了大量改进与应用。综述了量子蚁群算法、量子粒子群算法、量子人工鱼群算法、量子人工蜂群算法、量子布谷鸟搜索算法、量子混合蛙跳算法、量子萤火虫算法、量子蝙蝠算法等量子群智能优化算法,并对量子群智能优化算法面临的问题以及未来研究方向进行了深入探讨。     

基于二进制量子微粒群算法的二维熵图像分割

分析量子计算的特点,对量子旋转门进行研究,给出了新的量子旋转门调整策略,并与离散二进制粒子群优化算法进行组合,提出了二进制量子粒子群优化算法。该算法具有收敛速度快、全局寻优能力强的特点。用典型复杂函数对其进行测试,测试结果表明,算法的优化质量和效率都优于离散二进制粒子群优化算法。将二进制量子粒子群优化算法与阈值法相结合应用于图像分割,结果表明了基于二进制量子粒子群优化算法的二维熵图像分割法用于阈值寻优具有更快的收敛速度和更好的全局寻优能力。     

高精地图车道的三维可视化

为了在自动驾驶汽车开发中实现三维地图可视化呈现及在模拟器中模拟真实道路,提出一套数据还原技术。通过把原始数据采用的经纬海拔（WGS84）坐标系转换为地心地固（ECEF）坐标,利用三维建模软件（Blender）API实现在不对ESRI数据进行编译的情况下将数据自动化地生成多边形网格模型。同时为提高数据使用效率,进一步进行局部坐标分割,最大化模型使用便利性。生成的三维网格模型,分别为模拟器的物理模块和渲染模块所用。针对高视觉效果要求的场合,提出对地图数据点做插值优化的方法,实现了场景的逼真还原和良好的可视化效果,自动化流程因无人工参与从而可控制人为数据处理错误和提高效率。     

赋权图上优化问题的DNA计算方法研究

对赋权图上经典优化问题的DNA计算方法进行探讨,改进原有DNA计算模型中的权值编码方法,提出一些新的DNA编码方法及DNA算法．具体地说,通过设计赋权无向图的相对长度图给出了旅行商问题的一种相对长度DNA编码方法及DNA算法,通过设计赋权无向图的广义边图给出了中国邮递员问题的一种广义边图DNA编码方法及DNA算法,通过选取DNA序列的最佳逆补比对给出了最小生成树问题的一种基于逆补比对的DNA编码方法及DNA算法,通过设计从顶点覆盖问题到Hamilton回路问题的一种改进多项式变换给出了顶点覆盖问题的一种基于多项式变换的DNA编码方法及DNA算法．所设计的DNA计算方法提高了DNA计算中表示数值和处理数值的能力．