Joint Optimal Design for Speed and Routing in Maritime Logistics for Green Supply Chain: A Quantum Approximate Optimization Algorithm Approach
Notice bibliographique
Résumé
Maritime transportation is essential for global trade but presents significant environmental challenges due to its greenhouse gas emissions. Existing studies have addressed these challenges through integrated routing and speed optimization frameworks, yet frequently lack explicit quantification of environmental impacts and exhibit limited scalability for large-scale ship routing operations. Conversely, existing quantum optimization research in vehicle routing predominantly targets land-based transportation scenarios, restricting its direct applicability to maritime logistics. Maritime logistics inherently involve distinct operational complexities, such as nonlinear interactions among speed, payload, fuel consumption, and numerous operational uncertainties. These combined limitations underscore the critical need for quantum optimization methods explicitly designed for green maritime supply chains. To bridge this gap, this paper proposes an efficient quantum-centric optimization framework that uses the quantum approximate optimization algorithm (QAOA) to jointly optimize ship routing and speed management within sustainable maritime supply chains. Specifically, we formulate an NP-hard cost minimization problem integrating critical maritime parameters, including fuel consumption, payload constraints, and operational speeds. We further develop a hybrid quantum-classical alternating optimization approach that iteratively addresses routing decisions through quantum computing techniques and optimizes ship speed using an analytical solution. Simulation results and real quantum hardware experiments demonstrate that our quantum-centric methodology achieves substantial cost reductions and highlights the potential for practical applicability in realistic maritime operations, significantly outperforming classical optimization benchmarks.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».