Ιδρυματικό Αποθετήριο
Πολυτεχνείο Κρήτης
Πολυτεχνείο Κρήτης
EN
|
EL
| URI: | http://purl.tuc.gr/dl/dias/5551FF4C-F40D-45AA-ACBF-1BC8492145AB | ||
| Έτος | 2021 | ||
| Τύπος | Διπλωματική Εργασία | ||
| Άδεια Χρήσης |
|
||
| Βιβλιογραφική Αναφορά | Ιωάννης Λεωνίδας, "Προσεγγιστικοί κβαντικοί αλγόριθμοι βελτιστοποίησης και εφαρμογές", Διπλωματική Εργασία, Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2021 https://doi.org/10.26233/heallink.tuc.90563 | ||
| Εμφανίζεται στις Συλλογές |
Σε αυτή τη διατριβή ξεκινάμε καθορίζοντας τα βασικά συστατικά που υλοποιούν ένα κβαντικό κύκλωμα. Εξηγούμε τις βασικές πύλες, την έννοια του εναγκαλισμού (entanglement) και γιατί αυτές είναι σημαντικές για την κατασκευή κβαντικών αλγορίθμων. Στη συνέχεια, προχωρούμε αναλύοντας δύο βασικούς κβαντικούς αλγόριθμους (αλγόριθμοι Deutsch-Josza και Grover), οι οποίοι αποτελούν την είσοδο στον κβαντικό υπολογισμό. Στο κεφάλαιο 3 εξηγούμε τη θεωρία πίσω από την κβαντική βελτιστοποίηση και εξηγούμε τον πρώτο κύριο αλγόριθμο αυτής της διπλωματικής εργασίας, ο οποίος είναι ο αλγόριθμος Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA). Επίσης, εξηγούμε τον Variational Quantum Eigensolver (VQE) και τον συγκρίνουμε με τον QAOA στο πλαίσιο του προβλήματος MAXCUT. Στο κεφάλαιο 4 αναλύουμε τον QAOA σε ένα πιο βιομηχανικό πρόβλημα βελτιστοποίησης, το Tail Assignment Problem για την εκχώρηση αεροπλάνων σε διαφορετικές διαδρομές. Για αυτό το πρόβλημα δοκιμάζουμε τον QAOA χρησιμοποιώντας τη συμβατική μέθοδο ελαχιστοποίησης της μέσης τιμής της Χαμιλτονιανής κόστους. Μετά από αυτό δοκιμάζουμε τον QAOA ελαχιστοποιώντας τη συνάρτηση κόστους Gibbs όπου βλέπουμε βελτιώσεις στην πιθανότητα επιτυχίας.Αναλύουμε τα αποτελέσματα και συγκρίνουμε τις διάφορες μεθόδους για διαφορετικά μεγέθη και περιπτώσεις προβλημάτων. Εκτελούμε τους κβαντικούς αλγόριθμους σε προσομοιωτές και πραγματικούς κβαντικούς υπολογιστές διαθέσιμους στο cloud στο IBM Q.
Copyright © DIAS 2013
