[发明专利]一种基于四链编码方案的量子优化算法

摘要

本发明提供一种基于四链编码方案的量子进化算法，提供了一种拓展基因链的编码方案，通过研究增加基因链对量子进化算法性能的影响以及四链拓展编码方案中变异概率与旋转角的关系和仿真实验，解决了使用不同的基因链编码方案解决优化函数极值问题，发现随着基因链数的增加，优化效果不断得到的提高，说明根据四链拓展方案拓展基因链可以提高量子进化算法的效能，该方案是有效的。同时，仿真实验通过研究变异概率与旋转角的关系，确定了变异概率的选择范围，为正确使用变异概率避免算法早熟提供了依据。

主权项

1.一种基于四链编码方案的量子优化算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，初始化种群，令当前代数t=0，随机地生成m个初始个体组成一个种群设定量子旋转门的转角大小分别为|Δβ|=β₀，|Δθ|=θ₀，设定变异概率p_m，最大进化代数Max_gen；步骤二，解空间变换，将每条染色体的4个近似解由单位空间Iⁿ=[-1,1]ⁿ映射到优化问题的解空间Ω，得到解集X(t)；步骤三，计算适应度，通过X(t)计算4m近似解的适应度，根据最优适应度得到当代最优解BestX和当代最优染色体BestC，并将BestX作为全局最优解GX，将BestC作为全局最优染色体GC；步骤四，种群更新，进行迭代循环，t=t+1，通过更新和变异Q(t-1)得到新种群Q(t)；步骤五，再次进行解空间变换，同步骤二将Q(t)进行解空间变换，得到优化问题的解X(t)；步骤六，再次计算适应度，同步骤三，获取当代最优解BestX和当代最优染色体BestC，将当代最优染色体BestC得到的适应度和全局最优染色体GC得到的适应度进行比较，如果fit(BestX)<fit(GX),更新当代最优解BestX=GX,同时更新当代最优的染色体BestC=GC，以防止种群退化；否则，GX=BestX，GC=BestC；通过以上约束确保算法向最优值收敛；步骤七，如果t<Max_gen且算法未收敛，返回步骤四，否则保存全局最优解GX，算法结束。