基于通用量子门的量子遗传算法及应用

发布时间：2018-10-26 20:33

【摘要】：为加快量子遗传算法的参数更新速度,简化遗传操作步骤,提出了一种基于通用量子门的量子遗传算法(Quantum Genetic Algorithm with Universal Quantum Gate,UQGA)。该方法以通用量子门为逻辑计算单位,对染色体进行遗传操作。利用Hadamard门进行基础变换;通用量子门通过新的旋转角度函数,对各个基因位进行选择、变异操作;通过求解适应度函数,得到全局最优解;同时,算法经数学证明是收敛的。该算法应用到函数极值搜索和Iris数据集特征选择中。实验结果表明,UQGA具有较好的全局搜索和特征选择性能,尤其是在收敛速度、运算时间和分类准确率方面明显优于普通量子遗传算法和普通遗传算法。
[Abstract]:A quantum genetic algorithm (Quantum Genetic Algorithm with Universal Quantum Gate,UQGA) based on universal quantum gate is proposed to speed up the parameter updating and simplify the genetic operation of quantum genetic algorithm (QGA). The general quantum gate is taken as the logical unit of calculation, and the genetic operation of chromosomes is carried out in this method. The Hadamard gate is used to perform the fundamental transformation; the universal quantum gate selects and mutates each gene bit through a new rotation angle function; the global optimal solution is obtained by solving the fitness function; at the same time, the algorithm is proved to be convergent by mathematics. The algorithm is applied to function extremum search and Iris dataset feature selection. The experimental results show that UQGA has better global search and feature selection performance, especially in terms of convergence speed, computation time and classification accuracy, which is obviously superior to the conventional quantum genetic algorithm (QGA) and the conventional genetic algorithm (GA).
【作者单位】： 军械工程学院七系;军械工程学院四系;总装西安军事代表局咸阳地区军事代表室;
【基金】：国家自然科学基金(No.E51205405,No.E51305454)
【分类号】：TP18

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本文编号：2296871