多尺度量子谐振子优化算法的并行性研究 被引量：5

1

作者 黄焱 王鹏 +1 位作者 程琨 刘峰 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期68-74,共7页

多尺度量子谐振子优化算法(MQHOA,multi-scale quantum harmonic oscillator algorithm)是一种利用量子谐振子波函数构造的新的智能算法,采样运算是MQHOA算法的基本运算单元和主要运算量,采样运算的独立性赋予MQHOA算法内在并行性。通过... 多尺度量子谐振子优化算法(MQHOA,multi-scale quantum harmonic oscillator algorithm)是一种利用量子谐振子波函数构造的新的智能算法,采样运算是MQHOA算法的基本运算单元和主要运算量,采样运算的独立性赋予MQHOA算法内在并行性。通过对MQHOA算法群体参数和采样参数进行实验,确定算法的并行粒度并提出多尺度量子谐振子并行算法(MQHOA-P,multi-scale quantum harmonic oscillator parallel algorithm)。在由10个计算节点构成的集群上对6种标准测试函数进行实验,通过改变计算节点数、函数维数和采样参数测试MQHOA-P算法的加速比,实验结果表明,MQHOA-P算法具有良好的加速比和扩展性,可以在大规模集群中部署、运行。 展开更多

关键词 多尺度量子谐振子优化算法 算法并行性 加速比 并行粒度 函数优化

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多尺度量子谐振子优化算法实现方法研究 被引量：3

2

作者 刘峰 王鹏 +1 位作者 黄焱 袁亚男 《成都信息工程学院学报》 2015年第5期433-438,共6页

多尺度量子谐振子优化算法(MQHOA)是一种利用量子谐振子的概率解释构造的新智能优化算法,其运行框架包含2个互相嵌套的过程:量子谐振子收敛和多尺度收敛。采样运算是MQHOA算法的基本运算单元,其高斯随机数的生成效率直接影响算法的执行... 多尺度量子谐振子优化算法(MQHOA)是一种利用量子谐振子的概率解释构造的新智能优化算法,其运行框架包含2个互相嵌套的过程:量子谐振子收敛和多尺度收敛。采样运算是MQHOA算法的基本运算单元,其高斯随机数的生成效率直接影响算法的执行效率,采用Box-Muller方法实现高斯随机数的高效生成,大幅提升MQHOA算法的执行效率。通过对MQHOA算法运行框架与方法的分析,给出MQHOA算法的详细实现方法;对10个优化测试函数进行实验分析,其结果与10个相关算法的结果进行对比,表明MQHOA算法可以准确地求解一维和多维函数优化问题。 展开更多

关键词 多尺度量子谐振子 高斯随机数 函数优化

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历史数据驱动的多尺度量子谐振子优化算法

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作者 金瑾 王鹏 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期160-167,共8页

多尺度量子谐振子优化算法(MQHOA)是近年提出的一种基于量子物理的自然计算方法.本文针对该算法未能充分利用迭代中历史信息的问题,提出一种历史数据驱动的多尺度量子谐振子优化算法(HI-MQHOA).在两步迭代过程中,HI-MQHOA引入历史数据... 多尺度量子谐振子优化算法(MQHOA)是近年提出的一种基于量子物理的自然计算方法.本文针对该算法未能充分利用迭代中历史信息的问题,提出一种历史数据驱动的多尺度量子谐振子优化算法(HI-MQHOA).在两步迭代过程中,HI-MQHOA引入历史数据作为驱动,形成下一代个体分布的参数及动态调整算法尺度.形成的下一代个体分布参数可以有效指导算法的开发和探索,动态尺度调整可以避免早熟停滞.通过多个经典测试函数验证,该算法在解的质量、准确率和伸缩性方面优于MQHOA和改进的MQHOA,以及其他自然计算算法. 展开更多

关键词 优化算法 量子谐振子 多尺度 数据驱动 历史信息

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多尺度量子谐振子高维函数全局优化算法 被引量：26

4

作者 王鹏 黄焱 +1 位作者 任超 郭又铭 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2468-2473,共6页

函数优化问题与量子谐振子从高能态向基态收敛过程具有相似的概率解释,结合基于高斯尺度函数的多尺度二进信息采样方法,提出了高维函数优化问题的多尺度量子谐振子算法模型,该算法模型将高维函数优化过程分为尺度收敛和量子谐振子收敛... 函数优化问题与量子谐振子从高能态向基态收敛过程具有相似的概率解释,结合基于高斯尺度函数的多尺度二进信息采样方法,提出了高维函数优化问题的多尺度量子谐振子算法模型,该算法模型将高维函数优化过程分为尺度收敛和量子谐振子收敛两个步骤,物理模型明确,无需编码和复杂的初始条件设定,即可实现高维函数优化.通过对15种典型二维优化测试函数和6种典型的高维优化测试函数进行实验和分析表明,多尺度量子谐振子算法可以快速精确地获得高维函数的全局最优解,同时采用"降频"方法可以提高对具有"高频"成分函数的搜索速度. 展开更多

关键词 多尺度量子谐振子算法 波函数 函数优化 全局优化

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多尺度量子谐振子算法在组合优化问题中的性能分析 被引量：8

5

作者 王鹏 黄焱 +1 位作者 安俊秀 李建平 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期469-474,共6页

多尺度量子谐振子算法(MQHOA)是一种基于一维量子谐振子波函数原理提出的新优化算法,该文在MQHOA框架下构建了旅行商问题(TSP)的求解流程和方法,研究了算法的物理意义和理论收敛过程。通过对12组TSP标准测试数据集的实验表明,根据算法... 多尺度量子谐振子算法(MQHOA)是一种基于一维量子谐振子波函数原理提出的新优化算法,该文在MQHOA框架下构建了旅行商问题(TSP)的求解流程和方法,研究了算法的物理意义和理论收敛过程。通过对12组TSP标准测试数据集的实验表明,根据算法物理模型要求的高斯邻域生成方法优于随机邻域生成方法,而且MQHOA算法对TSP问题的求解结果在获得最优解的概率和多次实验的平均最小距离两个指标上都要优于模拟退火算法,与其他算法对比也证明了该算法具有较好的性能。同时还研究了在规则城市数据集条件下算法的性能和收敛情况。这些结果证明MQHOA算法可以较好地被应用于组合优化问题。 展开更多

关键词 组合优化 多尺度量子谐振子算法 优化算法 旅行商问题

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多尺度量子谐振子算法的收敛特性 被引量：10

6

作者 王鹏 黄焱 +2 位作者 袁亚男 都政 安俊秀 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1988-1993,共6页

多尺度量子谐振子算法的收敛特性证明单一尺度的收敛过程不能同时获得良好的全局搜索精度和局部搜索精度,只有采用多尺度迭代才能实现对全局最优解的逐步精确定位,所以MQHOA算法利用量子谐振子收敛过程(QHO收敛)和多尺度收敛过程(M收敛... 多尺度量子谐振子算法的收敛特性证明单一尺度的收敛过程不能同时获得良好的全局搜索精度和局部搜索精度,只有采用多尺度迭代才能实现对全局最优解的逐步精确定位,所以MQHOA算法利用量子谐振子收敛过程(QHO收敛)和多尺度收敛过程(M收敛)两个嵌套的收敛过程实现对优化问题的求解.QHO收敛过程按谐振子波函数由高能态向低能态的变化实现搜索区域的收缩,M收敛过程以2的倍数逐步减小尺度提高搜索精度.算法的波函数收敛定理证明QHO收敛时采样分布为高斯分布.QHO收敛过程算法模型中不同能级和不同尺度下的波函数图像为跟踪研究算法的迭代收敛过程提供了直观的具有物理含义的手段.实验证明算法在收敛过程中基态波函数形态和基态时零点能的存在都与算法物理模型的理论描述和预言是高度吻合的. 展开更多

关键词 优化算法 量子算法 收敛 量子谐振子

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量子启发式优化算法的尺度动态调速机制 被引量：1

7

作者 穆磊 王鹏 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1664-1673,共10页

尺度在量子启发谐振子优化算法中起着重要作用,反映了解空间中搜索探针的分辨率.当前研究中以固定速度调整尺度并未合理利用尺度资源.此外,候选解可能会因高斯采样的聚集效应而陷入边界.本文提出了一种在一定程度上反映了适应度利用效... 尺度在量子启发谐振子优化算法中起着重要作用,反映了解空间中搜索探针的分辨率.当前研究中以固定速度调整尺度并未合理利用尺度资源.此外,候选解可能会因高斯采样的聚集效应而陷入边界.本文提出了一种在一定程度上反映了适应度利用效率的指标,称为适应度进化利用率.在此基础上,本文提出了一种具有尺度动态调速机制和边界映射反弹策略的量子启发式优化方法.该算法通过与尺度调整因子相关的适应度进化利用率动态调节尺度调整速度,通过2种不同的边界映射反弹策略增加可行解的多样性.将本算法与多种流行优化算法在基准测试函数集上进行对比实验,采用了一种带有动态可接受误差的成功率评估机制保证公平性,实验结果表明该算法具有较强的竞争性. 展开更多

关键词 速度调节 优化算法 尺度调整 量子行为

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具有能级稳定过程的MQHOA优化算法 被引量：11

8

作者 王鹏 黄焱 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期79-86,共8页

在量子模型下将优化问题转化为求解约束态的基态波函数问题,通过泰勒近似采用谐振子势阱对目标函数进行逼近,类比量子谐振子的波函数图像提出了一种改进的多尺度量子谐振子优化算法。算法包括3个基本迭代收敛过程:能级稳定过程、能级降... 在量子模型下将优化问题转化为求解约束态的基态波函数问题,通过泰勒近似采用谐振子势阱对目标函数进行逼近,类比量子谐振子的波函数图像提出了一种改进的多尺度量子谐振子优化算法。算法包括3个基本迭代收敛过程:能级稳定过程、能级降低过程和尺度降低过程,算法的收敛过程与物理模型基本吻合。改进算法将主观控制参数减少为1个,同时参照量子模型定义了算法的波函数和零点能。实验结果表明,改进算法的复杂函数优化性能优于多种常见优化算法,对于Ackley、Griewank、Sphere、Sum Squares、Zakharov等高维标准测试函数均能以100%的概率获得全局最优解。 展开更多

关键词 优化算法 函数优化 多尺度量子谐振子算法 波函数 基态

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CNDO/2几何优化算法的改进 被引量：1

9

作者 陈志行 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS 1984年第5期718-719,共2页

几何优化在量子化学中已被广泛采用.Pulay和Torok首先应用梯度法解决CNDO/2几何优化的问题[1].作者曾采用Davidon变尺度法[2]编出了CNDO/2几何优化程序[3].现将该程序改编为BD-200算法语言以用于DJS-18型计算机并对算法作了进一步的研究... 几何优化在量子化学中已被广泛采用.Pulay和Torok首先应用梯度法解决CNDO/2几何优化的问题[1].作者曾采用Davidon变尺度法[2]编出了CNDO/2几何优化程序[3].现将该程序改编为BD-200算法语言以用于DJS-18型计算机并对算法作了进一步的研究,取得了明显的改进. 展开更多

关键词 CNDO/2 几何优化 变尺度法 梯度法 量子化学 算法语言 优化算法 计算机

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基于MQHOA优化算法的采样粒子数量变化研究

10

作者 李俊杰 周岩 +1 位作者 黄焱 王鹏 《成都信息工程大学学报》 2019年第4期352-357,共6页

在多尺度量子谐振子算法(MQHOA)的优化迭代过程中,采样粒子数量的多少对算法求解成功率和计算效能有重要影响。以基准测试函数在2维和多维状态下分别进行研究,找寻不同函数对应的最佳粒子数。研究发现,结构复杂度较高的目标函数需要较... 在多尺度量子谐振子算法(MQHOA)的优化迭代过程中,采样粒子数量的多少对算法求解成功率和计算效能有重要影响。以基准测试函数在2维和多维状态下分别进行研究,找寻不同函数对应的最佳粒子数。研究发现,结构复杂度较高的目标函数需要较大的采样粒子数进行求解,而相对简单的单峰凸函数所需采样粒子数较小。最佳粒子数可以作为算法衡量目标函数结构复杂度的重要参考依据,针对不同的目标函数,采用相对应的最佳粒子数进行求解,能够以最小的计算代价获取最佳的求解效果。 展开更多

关键词 多尺度量子谐振子算法 函数优化 采样 维度 粒子数

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MQHOA优化算法能级稳定过程及判据研究 被引量：4

11

作者 周岩 王鹏 +2 位作者 辛罡 李波 王德志 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1337-1343,共7页

多尺度量子谐振子算法(MQHOA)的能级稳定过程是算法的核心部分,对于避免算法陷入局部最优、提高算法求解精度具有重要作用.对算法能级稳定过程进行研究,发现不同的能级稳定判据,会造成算法在同一能级下不同的表现.相对宽松的判据使算法... 多尺度量子谐振子算法(MQHOA)的能级稳定过程是算法的核心部分,对于避免算法陷入局部最优、提高算法求解精度具有重要作用.对算法能级稳定过程进行研究,发现不同的能级稳定判据,会造成算法在同一能级下不同的表现.相对宽松的判据使算法在能级稳定过程中迭代不充分,容易陷入早熟.而更严格的判据能使波函数在同一能级下达到稳定状态,提高算法的全局搜索能力,但会增加算法的计算代价.通过实验证明,相对宽松的能级稳定判据对单峰简单函数具有良好的求解效果,严格的能级稳定判据适用于算法对多峰复杂函数的求解.算法在资源优化、自适应控制及能耗优化管理等方面已取得有效应用. 展开更多

关键词 优化算法 多尺度量子谐振子算法 能级稳定 量子计算 量子谐振子 波函数 量子退火

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考虑射频隐身的雷达功率自适应管控方法 被引量：7

12

作者 史忠亚 吴华 +2 位作者 沈文迪 程嗣怡 陈游 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2017年第10期6-10,共5页

为提高雷达射频隐身能力,提出一种雷达功率自适应管控方法。在保证一定雷达探测性能的条件下,根据无源探测系统获得的威胁目标的距离和雷达反射截面积参数,利用k-means算法将威胁目标聚类,根据各个聚类中心参数确定雷达分级功率;以期望... 为提高雷达射频隐身能力,提出一种雷达功率自适应管控方法。在保证一定雷达探测性能的条件下,根据无源探测系统获得的威胁目标的距离和雷达反射截面积参数,利用k-means算法将威胁目标聚类,根据各个聚类中心参数确定雷达分级功率;以期望方向功率最大、其他方向功率最小为优化目标,利用补偿因子对传统多尺度谐振子量子优化算法(MQHOA)进行改进,求解出最佳阵元开关序列;基于截获因子定义了射频隐身措施效率。仿真表明,改进MQHOA算法得到更优的目标函数解,基于k-means算法的功率分级准则提高了射频隐身措施效率。 展开更多

关键词 兵器工程与技术 射频隐身 雷达功率管控 多尺度谐振子量子优化算法 K-MEANS算法

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