利用连续参数的变分量子算法实现超导量子门

1

作者 张海涛 刘宇睿 +3 位作者 李逸文 林嘉懿 许鹏 吴盛俊 《南京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期300-311,共12页

随着量子计算已步入中等噪声规模阶段,量子比特(Quantum Bits,qubits)的有效控制和量子操作的实现已成为重要的研究方向.目前,机器学习在许多领域都发挥着重要作用,因此,将机器学习与量子计算相结合,利用机器学习的方法解决量子计算的问... 随着量子计算已步入中等噪声规模阶段,量子比特(Quantum Bits,qubits)的有效控制和量子操作的实现已成为重要的研究方向.目前,机器学习在许多领域都发挥着重要作用,因此,将机器学习与量子计算相结合,利用机器学习的方法解决量子计算的问题,寻找可行的量子操控方案.基于超导量子电路,利用连续参数的变分量子算法(Continuous-Time Variational Quantum Algorithm,CTVQA)对两个二能级超导量子比特系统的参数进行变分优化,得到控制非(Controlled-NOT,CNOT)门、控制相位(Controlled-Phase,CZ)门和量子傅立叶变换(Quantum Fourier Transform,QFT)三种量子操作的参数调控方案.然后,通过引入噪声的方式对三个参数调控方案进行鲁棒性分析.结果表明,CTVQA在实现量子操控方面具有较好的通用性,能够为实验提供参数方案.同时,CTVQA得到的参数方案在保真度和鲁棒性方面表现较好. 展开更多

关键词 量子力学 量子计算 超导量子比特 连续参数的变分量子算法 量子门

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于变分量子电路的量子机器学习算法综述

2

作者 于瑞祺 张鑫云 任爽 《计算机研究与发展》 北大核心 2025年第4期821-851,共31页

随着数据规模的增加,机器学习的重要性与影响力随之增大.借助量子力学的原理能够实现量子计算,结合量子计算和机器学习形成的量子机器学习算法对经典机器学习算法理论上能够产生指数级的加速优势.部分经典算法的量子版本已经被提出,有... 随着数据规模的增加,机器学习的重要性与影响力随之增大.借助量子力学的原理能够实现量子计算,结合量子计算和机器学习形成的量子机器学习算法对经典机器学习算法理论上能够产生指数级的加速优势.部分经典算法的量子版本已经被提出,有望解决使用经典计算机难以解决的问题.当前受量子计算硬件所限,可操控的量子比特数目和噪声等因素制约着量子计算机的发展.短期内量子计算硬件难以达到通用量子计算机需要的程度,当前研究重点是获得能够在中等规模含噪声量子(noisy intermediatescale quantum,NISQ)计算设备上运行的算法.变分量子算法是一种混合量子-经典算法,适合应用于当前量子计算设备,是量子机器学习领域的研究热点之一.变分量子电路是一种参数化量子电路,变分量子算法利用其完成量子机器学习任务.变分量子电路也被称为拟设或量子神经网络.变分量子算法框架主要由5个步骤组成:1)根据任务设计损失函数和量子电路结构;2)将经典数据预处理后编码到量子态上,量子数据可以省略编码;3)计算损失函数;4)测量和后处理;5)优化器优化参数.在此背景下,综述了量子计算基础理论与变分量子算法的基础框架,详细介绍了变分量子算法在量子机器学习领域的应用及进展,分别对量子有监督学习、量子无监督学习、量子半监督学习、量子强化学习以及量子电路结构搜索相关模型进行了介绍与对比,对相关数据集及相关模拟平台进行了简要介绍和汇总,最后提出了基于变分量子电路量子机器学习算法所面临的挑战及今后的研究趋势. 展开更多

关键词 量子计算 量子机器学习 变分量子算法 量子神经网络 量子深度学习 量子强化学习

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于参数优化变分模态分解的信号降噪方法 被引量：1

3

作者 何玉洁 李新娥 贺俊 《现代电子技术》 北大核心 2025年第2期70-76,共7页

针对心电信号中肌电干扰噪声难以去除的问题,提出一种基于参数优化变分模态分解(VMD)的信号降噪方法。通过设计动态边界策略和反向种群生成方式,对白鲸优化(BWO)算法进行改进;采用改进白鲸优化算法对VMD参数自适应寻优,确定分解层数K与... 针对心电信号中肌电干扰噪声难以去除的问题,提出一种基于参数优化变分模态分解(VMD)的信号降噪方法。通过设计动态边界策略和反向种群生成方式,对白鲸优化(BWO)算法进行改进;采用改进白鲸优化算法对VMD参数自适应寻优,确定分解层数K与惩罚因子α;对含噪心电信号进行分解,得到k个本征模态函数(IMF)分量,同时采用相关系数法进行有效模态和含噪模态识别;对噪声主导的模态分量采用小波阈值降噪,并重构信号主导模态与降噪后模态。对仿真信号与含真实肌电干扰的心电信号进行降噪处理,实验结果表明,所提方法去噪效果优于小波阈值去噪法、EMD法、EMD-小波阈值去噪法,真实含噪的心电信号经该方法去噪后自相关系数可达0.91以上。 展开更多

关键词 变分模态分解 信号降噪 参数优化 改进白鲸优化算法 心电信号 IMF分量 小波阈值降噪 肌电干扰

在线阅读 下载PDF 职称材料

电力系统离散绝热变分量子潮流计算方法

4

作者 韩平平 吴家毓 +3 位作者 仇茹嘉 吴红斌 董王朝 田腾 《电网技术》 北大核心 2025年第7期2852-2862,I0056-I0058,共14页

新型电力系统规模日益增大,迫切需求高性能算力以适应更高效、更智能的能源分配和管理,量子计算在这些复杂问题处理上潜力巨大。未来电力网络的计算需求也将受益于量子计算的发展。因此,该文提出电力系统离散绝热变分量子潮流计算方法... 新型电力系统规模日益增大,迫切需求高性能算力以适应更高效、更智能的能源分配和管理,量子计算在这些复杂问题处理上潜力巨大。未来电力网络的计算需求也将受益于量子计算的发展。因此,该文提出电力系统离散绝热变分量子潮流计算方法。首先,利用离散绝热量子计算方法构造量子潮流计算模型;然后,选择调度函数f(s),获得离散绝热演化序列,使离散绝热量子潮流计算接近理想绝热演化过程;其次,通过酉矩阵分类的方式快速部署矩阵信息到量子计算机中,并使用变分量子算法求解;最后,使用IEEE14节点算例和真实电网数据在量子模拟器上测试算法的有效性。结果表明,该文方法使用的量子计算机量子资源较少,且能够在误差不超过1%的情况下完成潮流计算任务。 展开更多

关键词 量子计算 电力系统 离散绝热定理 变分量子算法 潮流计算

在线阅读 下载PDF 职称材料

变参数量子进化算法及其在求解置换流水车间调度问题中的应用 被引量：14

5

作者 张先超 周泓 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期774-781,共8页

针对置换流水车间调度问题的求解,改进了基本量子进化算法,设计了一种变参数量子进化算法,用以求解置换流水车间调度问题。使用量子位极角表示工件排序,缩短了染色体长度。在运算过程中改变变异率和局部寻优次数,以改善全局搜索和局部... 针对置换流水车间调度问题的求解,改进了基本量子进化算法,设计了一种变参数量子进化算法,用以求解置换流水车间调度问题。使用量子位极角表示工件排序,缩短了染色体长度。在运算过程中改变变异率和局部寻优次数,以改善全局搜索和局部寻优性能、提高算法的全局最优性。运用变参数量子进化算法求解置换流水车间调度的Benchmark问题,数值实验表明,该算法具有良好的性能。 展开更多

关键词 置换流水车间 量子进化算法 调度 工期 变参数

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种自适应选取参数的改进变分模态分解方法 被引量：1

6

作者 李志强 李德文 +2 位作者 左洪福 蔡景 张营 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第6期980-991,共12页

针对传统的变分模态分解(VMD)方法中模态数和惩罚参数难以确定的问题,提出了一种自适应选取参数的改进变分模态分解方法。首先,综合考虑了故障的冲击性和周期性特点,以Gini指数和谱峰比指标为基础构建了加权谱峰比(WSPR)指标;然后,采用... 针对传统的变分模态分解(VMD)方法中模态数和惩罚参数难以确定的问题,提出了一种自适应选取参数的改进变分模态分解方法。首先,综合考虑了故障的冲击性和周期性特点,以Gini指数和谱峰比指标为基础构建了加权谱峰比(WSPR)指标;然后,采用非洲秃鹫优化算法(AVOA)进行了寻优,得到了最佳的模态数和惩罚参数组合,克服了人为主观选择参数的弊端;最后,在VMD分解信号后,利用加权谱峰比最大原则自适应选取了敏感内涵模态分量,对最佳IMF进行了包络解调分析,提取了滚动轴承早期故障特征,利用仿真信号、单一故障滚动轴承试验信号及复合故障滚动轴承试验信号对所述方法进行了验证。实验结果表明:该方法可以准确地提取出仿真信号的故障频率(100 Hz)、单一故障信号的故障频率(236.4 Hz)和复合故障信号的故障频率(内圈故障频率149.14 Hz、外圈故障频率86.39 Hz),并且在与其他方法和指标的对比中,其最佳IMF的包络谱图中故障特征频率及其倍数频的谱峰更加明显,准确率更高且鲁棒性更强。研究结果表明:该方法能够有效提取轴承早期故障信号的微弱特征,实现故障类型准确识别的目的。 展开更多

关键词 滚动轴承 早期故障诊断 变分模态分解 模态数 惩罚参数 非洲秃鹫优化算法 加权谱峰比指标

在线阅读 下载PDF 职称材料

单调变分不等式可行与非可行点组合的连续算法 被引量：2

7

作者 简金宝 《运筹学学报》 CSCD 1997年第2期76-85,共10页

本文给出了单调变分不等式问题一个新的连续型求解方法，方法的实现依赖于一系列含有四个参数的摄动单调变分不等式的求解．其中摄动参数要求的条件较为温和，这使得本文方法成为可行点与非可行点算法的有机组合和统一．在适当的假设条... 本文给出了单调变分不等式问题一个新的连续型求解方法，方法的实现依赖于一系列含有四个参数的摄动单调变分不等式的求解．其中摄动参数要求的条件较为温和，这使得本文方法成为可行点与非可行点算法的有机组合和统一．在适当的假设条件下，我们分析和证明了摄动变分不等式问题解的存在性，唯一性和算法的强收敛性． 展开更多

关键词 变分不等式 单调函数 可行点 连续算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

用演化算法优化变分参数

8

作者 徐静雯 刘莲君 +3 位作者 毛有东 赵力 尹东 李元香 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第2期343-348,共6页

强外场中类He体系基态能的计算是非常复杂和困难的 ,利用MCI方法将体系的状态波函数用later基展开 ,用演化算法优化波函数中的变分参数 ,再求解相应的定态Schr dinger方程 ,获得了类He体系基态能高精度的结果 ,该工作表明由于使用了演... 强外场中类He体系基态能的计算是非常复杂和困难的 ,利用MCI方法将体系的状态波函数用later基展开 ,用演化算法优化波函数中的变分参数 ,再求解相应的定态Schr dinger方程 ,获得了类He体系基态能高精度的结果 ,该工作表明由于使用了演化算法获得了最优参数 ,从而正确地确定了一组基 。 展开更多

关键词 变分参数 基态能量 演化算法 优化 多电子原子

在线阅读 下载PDF 职称材料

有界约束单调变分不等式的内点连续算法

9

作者 简金宝 黎健玲 莫兴德 《高校应用数学学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2003年第2期223-233,共11页

讨论变分不等式问题 VIP( X,F) ,其中 F是单调函数 ,约束集 X为有界区域 .利用摄动技术和一类光滑互补函数将问题等价转化为序列含两个参数的非线性方程组 ,然后据此建立 VIP( X,F)的一个内点连续算法 .分析和论证了方程组解的存在性和... 讨论变分不等式问题 VIP( X,F) ,其中 F是单调函数 ,约束集 X为有界区域 .利用摄动技术和一类光滑互补函数将问题等价转化为序列含两个参数的非线性方程组 ,然后据此建立 VIP( X,F)的一个内点连续算法 .分析和论证了方程组解的存在性和惟一性等重要性质 ,证明了算法很好的整体收敛性 。 展开更多

关键词 单调函数 变分不等式 连续算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

参数集值变分不等式的解映射的有界性和连续性(英文)

10

作者 范丽亚 《应用数学》 CSCD 北大核心 2007年第2期301-306,共6页

本文借助于非空闭凸集序列的外极限集和极大单调集值映射的外极限研究了参数集值变分不等式的集值解映射的有界性和外半连续性.

关键词 参数集值变分不等式 解映射 有界性 外(下)半连续性

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于变分量子算法的电力系统潮流计算 被引量：6

11

作者 凌佳杰 耿光超 江全元 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期28-36,共9页

量子计算具有经典计算技术无法比拟的超强并行计算处理能力。因此,该文研究量子计算在电力系统潮流计算中的应用。针对电力系统未来的需求以及考虑到当下量子计算机的特点,采用变分量子算法来解决电力系统潮流问题。从目标函数的建立、... 量子计算具有经典计算技术无法比拟的超强并行计算处理能力。因此,该文研究量子计算在电力系统潮流计算中的应用。针对电力系统未来的需求以及考虑到当下量子计算机的特点,采用变分量子算法来解决电力系统潮流问题。从目标函数的建立、基本量子测试电路的搭建以及变分电路的设计,构建适合于电力系统潮流计算的变分量子模型。最后,利用量子模拟器以及真实量子计算机在IEEE系统上测试变分量子算法的有效性。 展开更多

关键词 量子计算 变分量子算法 电力系统 潮流计算

在线阅读 下载PDF 职称材料

优化变分参数与改进小波软阈值重构滤波算法 被引量：5

12

作者 汪梅 王将 +3 位作者 李远成 董立红 马天 李铭禹 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2022年第2期380-388,共9页

煤矿安全生产的关键是矿工,而情绪是影响矿工的重要因素,所以有必要对矿工的情绪进行识别。近年来,基于脑电的情绪识别受到了大量的关注,但由于脑电信号微弱,易受干扰,从而降低了情绪识别的精度。针对这一问题,提出优化变分参数与改进... 煤矿安全生产的关键是矿工,而情绪是影响矿工的重要因素,所以有必要对矿工的情绪进行识别。近年来,基于脑电的情绪识别受到了大量的关注,但由于脑电信号微弱,易受干扰,从而降低了情绪识别的精度。针对这一问题,提出优化变分参数与改进小波软阈值重构滤波算法。首先,利用乌燕鸥算法优化变分模态分解的参数,得到一组优化的变分模态分量。接着,通过相关系数差值比的判断条件来区分变分模态的有效分量和含噪分量。然后利用改进的小波软阈值对含噪分量进行分解和重构,得到去噪分量。最后,将去噪分量与有效分量重构,实现所提的滤波算法。结果表明:相比于VMD法、优化参数VMD和小波硬阈值法、优化参数VMD和小波软阈值法,所提滤波算法的信噪比平均提高了3.2847 dB,均方根误差平均降低了0.0695,滤波效果更优。 展开更多

关键词 滤波算法 变分模态 参数优化 阈值函数 小波重构

在线阅读 下载PDF 职称材料

用扰动逼近算法解一般混合似变分不等式组 被引量：7

13

作者 罗光耀 王文惠 万波 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期39-43,共5页

利用预解算子技巧,给出了一个求解一般混合似变分不等式组的显式n步扰动迭代算法,并证明了该算法在适当的条件下收敛.

关键词 变分不等式组 扰动迭代算法 松弛强制映射 Lipschitzian连续

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于参数自寻优变分模态分解的信号降噪方法 被引量：19

14

作者 何成兵 车其祥 +3 位作者 徐振华 于庆彬 董玉亮 程睿翔 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第19期283-293,共11页

针对滚动轴承故障信号具有非线性、非平稳、噪声强的特点,提出了一种基于参数自寻优变分模态分解(variational modal decomposition,VMD)的信号降噪方法。以模态复合熵作为适应度函数,采用改进粒子群算法进行VMD参数自适应寻优,确定变... 针对滚动轴承故障信号具有非线性、非平稳、噪声强的特点,提出了一种基于参数自寻优变分模态分解(variational modal decomposition,VMD)的信号降噪方法。以模态复合熵作为适应度函数,采用改进粒子群算法进行VMD参数自适应寻优,确定变分模态分解最优模态数K和二次惩罚因子α;基于最优K和α,对原始信号进行VMD分解,得到K个本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量;利用相关系数筛选法,进行模态分量的有效模态和含噪模态识别,利用小波阈值去噪方法对含噪模态进行去噪处理;将有效模态与去噪后的模态进行重构,实现信号降噪。分别用滚动轴承故障仿真信号和试验信号进行验证,并与EMD降噪方法进行比较,结果表明该方法可有效提高故障信号的信噪比,降噪效果明显,有利于滚动轴承故障特征的提取。 展开更多

关键词 变分模态分解(VMD) 改进粒子群算法(IPSO) 参数自寻优 信号降噪 滚动轴承

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于量子微粒群算法的磁流变阻尼器滞回模型研究 被引量：2

15

作者 宋璨 王修勇 +2 位作者 陈政清 孙洪鑫 陈丕华 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期476-480,共5页

磁流变阻尼器是一种智能减振装置,建立一个有效的模型是使其走向工程应用的关键。文中提出一种改进的滞回模型来描述磁流变阻尼器的动态特性,开展阻尼器的性能试验,并利用实测数据,在量子微粒群算法的基础上进行模型参数识别。识别过程... 磁流变阻尼器是一种智能减振装置,建立一个有效的模型是使其走向工程应用的关键。文中提出一种改进的滞回模型来描述磁流变阻尼器的动态特性,开展阻尼器的性能试验,并利用实测数据,在量子微粒群算法的基础上进行模型参数识别。识别过程证明,量子微粒群算法计算简便、精度高、收敛速度快。仿真结果表明,磁流变阻尼器改进的滞回模型效果较好,而且物理概念清晰,便于控制应用。 展开更多

关键词 磁流变阻尼器 改进的滞回模型 量子微粒群优化算法 参数识别

在线阅读 下载PDF 职称材料

量子粒子群结合小波变换识别结构模态参数 被引量：6

16

作者 常军 巩文龙 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第23期42-46,共5页

通过对结构响应进行连续小波变换将多自由度模态参数识别转化为多个单自由度模态参数识别。建立小波骨架理论公式与由结构输出信号计算而得的小波骨架之差为目标函数的优化问题,通过搜索包含于小波骨架理论公式中的模态参数的取值而使... 通过对结构响应进行连续小波变换将多自由度模态参数识别转化为多个单自由度模态参数识别。建立小波骨架理论公式与由结构输出信号计算而得的小波骨架之差为目标函数的优化问题,通过搜索包含于小波骨架理论公式中的模态参数的取值而使目标值最小,从而将优化问题转化为模态参数识别问题。量子粒子群算法是一种基于群体智能理论的优化算法。将量子粒子群算法应用到上述方法中一次性识别出结构的频率、阻尼和振型。最后采用数值模拟的简支梁对该方法进行有效性验证。结果表明,量子粒子群算法结合连续小波变换可以有效地识别环境激励下的结构模态参数。 展开更多

关键词 连续小波变换 量子粒子群算法 环境激励 结构模态参数识别 智能优化算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

非凸变分不等式的四步投影算法及其收敛性分析 被引量：2

17

作者 张亮 吴至友 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期109-113,共5页

利用非凸变分不等式和不动点问题的等价关系,给出了一个新的求解非凸变分不等式的四步投影算法.该算法在现有的三步迭代算法基础上,利用校正方法建立了第四步迭代公式.最后在适当条件下证明了该算法的收敛性,所得结论推广了该领域内的... 利用非凸变分不等式和不动点问题的等价关系,给出了一个新的求解非凸变分不等式的四步投影算法.该算法在现有的三步迭代算法基础上,利用校正方法建立了第四步迭代公式.最后在适当条件下证明了该算法的收敛性,所得结论推广了该领域内的一些最新结果. 展开更多

关键词 非凸变分不等式 一致临近正则集 ξ 强单调算子 η-Lipschitz 连续算子 四步投影算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

一类广义非线性变分不等式解的存在性及迭代算法 被引量：3

18

作者 高海燕 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第1期136-139,共4页

解决一类新的广义非线性变分不等式解问题,定义了强单调映射和Lipschitz连续性的概念,利用辅助原理和压缩映射原理,研究了包含强制连续双线性型a(u,v)和非线性型b(u,v)的变分不等式解的存在性,同时构造了一种新的迭代算法,证明了迭代算... 解决一类新的广义非线性变分不等式解问题,定义了强单调映射和Lipschitz连续性的概念,利用辅助原理和压缩映射原理,研究了包含强制连续双线性型a(u,v)和非线性型b(u,v)的变分不等式解的存在性,同时构造了一种新的迭代算法,证明了迭代算法的收敛性.文中的结果推广和改进了文献中的相应结论. 展开更多

关键词 广义非线性变分不等式 辅助原理技术 压缩映射 不动点 强单调 LIPSCHITZ连续 迭代算法 收敛性

在线阅读 下载PDF 职称材料

变分模态分解方法在轴承故障诊断中的应用研究进展 被引量：6

19

作者 陆志杰 王志良 +3 位作者 鄢小安 刘德利 孙见君 马晨波 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期178-190,共13页

作为旋转机械的核心和易发生故障的部件,滚动轴承及其故障诊断是目前研究的热点和前沿。有效的特征提取方法对于滚动轴承故障诊断至关重要,其中变分模态分解算法(VMD)因对复杂信号具有较强的分析能力和自适应性,应用潜力较好。对VMD的... 作为旋转机械的核心和易发生故障的部件,滚动轴承及其故障诊断是目前研究的热点和前沿。有效的特征提取方法对于滚动轴承故障诊断至关重要,其中变分模态分解算法(VMD)因对复杂信号具有较强的分析能力和自适应性,应用潜力较好。对VMD的基本原理及其优势、VMD在轴承故障特征提取方面的应用、VMD参数优化方法以及最新进展进行归纳总结,针对VMD参数优化问题,从适应度函数构造和群智能算法改进上,提出一种新的解决方法,并探讨VMD在诊断滚动轴承早期微弱故障和复合故障等方面的不足之处,最后从理论研究和工程应用的角度,展望VMD未来的发展方向,可为从事滚动轴承故障诊断的相关研究人员提供参考。 展开更多

关键词 滚动轴承 故障诊断 特征提取 变分模态分解算法 参数优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

求解单调变分不等式问题的连续型牛顿法

20

作者 李飞 梁昔明 徐成贤 《工程数学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期1-5,15,共6页

提出了一类求解单调变分不等式问题的连续型牛顿法。方法采用不精确的线性搜索以确保整体收敛性 ,从本质上改进了TajiK等 (1993)只能求解强单调变分不等式问题的局限性 ,同时又保持局部二次收敛率。

关键词 变分不等式问题 连续算法 牛顿法 整体收敛性 收敛率 线性搜索

在线阅读 下载PDF 职称材料