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量子退火算法

量子退火(Quantum Annealing, QA)是一種用於解決最佳化問題的量子計算方法。它通過模擬量子系統的行為,利用量子隧穿效應,在給定目標函式的空間中尋找全局最小值。量子退火算法的主要組成部分包括:

量子勢能。這部分將最佳化問題映射到量子系統上,將目標函式轉換為作用於量子系統的勢場。

量子動能。通過引入可控的動能項,即量子波動的穿透場,來影響量子系統的演化。

量子退火算法的核心操作包括製備初始態、設計哈密頓量的演化路徑以及測量最終態。與傳統模擬退火算法相比,量子退火利用了量子系統的特性,如量子隧穿效應,能夠在某些問題上提供更高效的解決方案。

在實際套用中,量子退火算法已被用於解決諸如旅行商問題圖著色問題等經典最佳化問題。然而,量子退火算法的實施面臨著技術挑戰,包括硬體限制、噪聲和誤差控制等問題。儘管如此,隨著量子計算技術的發展,量子退火算法的套用前景十分廣闊。