Quantum-inspired differential evolution with grey wolf optimizer para el problema de la mochila 0-1
Autores: Wang, Yule; Wang, Wanliang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Quantum-inspired differential evolution with grey wolf optimizer para el problema de la mochila 0-1
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Problema de la mochila
Algoritmo de evolución diferencial inspirado en la mecánica cuántica
Optimizador de lobos grises
Principios de computación cuántica
Operaciones de mutación adaptativas
Solución óptima global
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
El problema de la mochila es uno de los problemas de optimización combinatoria NP-completos más ampliamente investigados y tiene numerosas aplicaciones prácticas. Este documento propone un algoritmo de evolución diferencial inspirado en la mecánica cuántica con optimizador de lobos grises (QDGWO) para mejorar la diversidad y el rendimiento de convergencia, así como para mejorar el rendimiento en casos de alta dimensionalidad para problemas de mochila 0-1. El algoritmo propuesto adopta principios de la computación cuántica como estados de superposición cuántica y compuertas cuánticas. También utiliza operaciones de mutación adaptativas de la evolución diferencial, operaciones de cruce de la evolución diferencial y observación cuántica para generar nuevas soluciones como individuos de prueba. Se utilizan operaciones de selección para determinar las mejores soluciones entre los individuos almacenados y los individuos de prueba creados por las operaciones de mutación y cruce. En caso de que los individuos de prueba sean peores que los individuos actuales, se utilizan el optimizador de lobos grises adaptativo y la compuerta de rotación cuántica para preservar la diversidad de la población y acelerar la búsqueda de la solución óptima global. Los resultados experimentales para problemas de mochila 0-1 confirman las ventajas de QDGWO con la efectividad y capacidad de búsqueda global para problemas de mochila, especialmente en situaciones de alta dimensionalidad.
Descripción
El problema de la mochila es uno de los problemas de optimización combinatoria NP-completos más ampliamente investigados y tiene numerosas aplicaciones prácticas. Este documento propone un algoritmo de evolución diferencial inspirado en la mecánica cuántica con optimizador de lobos grises (QDGWO) para mejorar la diversidad y el rendimiento de convergencia, así como para mejorar el rendimiento en casos de alta dimensionalidad para problemas de mochila 0-1. El algoritmo propuesto adopta principios de la computación cuántica como estados de superposición cuántica y compuertas cuánticas. También utiliza operaciones de mutación adaptativas de la evolución diferencial, operaciones de cruce de la evolución diferencial y observación cuántica para generar nuevas soluciones como individuos de prueba. Se utilizan operaciones de selección para determinar las mejores soluciones entre los individuos almacenados y los individuos de prueba creados por las operaciones de mutación y cruce. En caso de que los individuos de prueba sean peores que los individuos actuales, se utilizan el optimizador de lobos grises adaptativo y la compuerta de rotación cuántica para preservar la diversidad de la población y acelerar la búsqueda de la solución óptima global. Los resultados experimentales para problemas de mochila 0-1 confirman las ventajas de QDGWO con la efectividad y capacidad de búsqueda global para problemas de mochila, especialmente en situaciones de alta dimensionalidad.