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Enregistrement W4318710934 · doi:10.1109/isec54952.2022.10025146

A Quantum Optimization Algorithm for Single Machine Total Weighted Tardiness Minimization

2022· article· en· W4318710934 sur OpenAlexaff
Youhao S. Wang, Julian Cheng

Notice bibliographique

Revue2022 IEEE Integrated STEM Education Conference (ISEC) · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueComputability, Logic, AI Algorithms
Établissements canadiensUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésQuantum sortQuantum algorithmQuantum computerComputer scienceComputational complexity theorySearch algorithmAlgorithmQuantum phase estimation algorithmCombinatorial searchComputational problemQuantum complexity theoryQuantumTheoretical computer scienceMathematicsBeam searchQuantum network

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Since quantum computers were proposed in the 1980’s, quantum computing has attracted widespread interest as it appears to be more powerful than classical computing, especially for certain types of problems. One such example of quantum computing’s power is Grover’s quantum algorithm for unstructured searches. Grover’s search algorithm uses quantum mechanics principles to search an unstructured list, in which items are arranged in a completely random manner and no knowledge about the structure of the solution is assumed or used. The algorithm identifies the item in the list satisfying a given condition as the solution. For the unstructured search problem, while the computational complexity of classical algorithms grows at least at the order of the list size, the computational complexity of Grover’s quantum search algorithm only grows at most at the order of the square root of the list size. For this type of problem, quantum computing is more efficient than classical computing. Furthermore, there is another class of search problems in which quantum computing excels, and this class is called the combinatorial search problem or combinatorial optimization problem. In these problems, a cost value is associated with each item in the searching list and the goal is to find the item associated with the minimum (or maximum) cost value. This type of problem is NP-hard and has no known solution using classical computers that has computational complexity increasing in a polynomial relationship to the searching list size. While multiple suboptimal classical algorithms were developed based on classical computers, hoping to find suboptimal solutions with polynomial computational complexity, Trugenberger’s quantum optimization algorithm was proposed for unconstrained combinatorial search problems based on quantum mechanics principles. Its idea, like that of Grover’s quantum search algorithm, is to manipulate quantum parallelism so that the desired solution can be measured with a higher probability compared with nonsolutions. The computational complexity of this quantum optimization algorithm is independent of the list size. However, combinatorial optimization problems with constraints occur in certain practical applications. For example, the total weighted tardiness (TWT) minimization problem, which is a well-known NP-hard problem, can be found in operational planning. This problem requires the construction of a schedule for a single machine with a fixed start time and multiple tasks with various due times that minimizes the sum of weighted tardiness of tasks relative to their respective due times. The problem can be formulated as a constrained combinatorial optimization problem. To solve the TWT minimization problem, we propose a novel efficient quantum optimization algorithm based on Grover’s quantum search algorithm and Trugenberger’s quantum optimization algorithm to ensure that the desired solution satisfying the searching constraints and showing the minimal TWT value in the searching list will be measured with the highest probability. In the proposed quantum optimization algorithm, a more powerful cost function normalization method is also proposed.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,016
Score d'incertitude au seuil0,052

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0160,003

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,027
Tête enseignante GPT0,255
Écart entre enseignants0,228 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2022
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