Un enunciado de problemas de optimización de diseño estructural para el recocido cuántico
Autores: Key, Fabian; Freinberger, Lukas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un enunciado de problemas de optimización de diseño estructural para el recocido cuántico
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Formulación
Optimización del diseño estructural
Control de calidad
Efectos cuánticos mecánicos
Modelo QUBO
Minimización de energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 53
Citaciones: Sin citaciones
Presentamos una nueva formulación de problemas de optimización de diseño estructural específicamente diseñados para ser resueltos por qa. La optimización de diseño estructural tiene como objetivo encontrar la mejor configuración de una estructura, es decir, eficiente en material pero de alto rendimiento. Para ello, se pueden emplear estrategias de optimización computacional, donde una estrategia recientemente evolucionada basada en efectos cuánticos es qa. Este enfoque requiere que el problema de optimización esté presente, por ejemplo, como un modelo qubo. Por lo tanto, desarrollamos una nueva formulación del problema de optimización. Esto generalmente implica un modelo de análisis para el componente. Aquí, utilizamos principios de minimización de energía que rigen el comportamiento de las estructuras bajo cargas aplicadas. Esto nos permite plantear el problema de optimización como un problema general de minimización. A continuación, mapeamos esto a un problema qubo que puede ser resuelto inmediatamente por qa. Validamos el enfoque propuesto utilizando un problema de optimización de tamaño de una barra compuesta bajo carga de peso propio. Para ello, desarrollamos estrategias para tener en cuenta las limitaciones del hardware actualmente disponible. Notablemente, para problemas a pequeña escala, nuestro enfoque muestra funcionalidad en el hardware de hoy en día, de modo que este estudio puede sentar las bases para la exploración continua del impacto de qa en problemas de optimización de diseño de ingeniería.
Descripción
Presentamos una nueva formulación de problemas de optimización de diseño estructural específicamente diseñados para ser resueltos por qa. La optimización de diseño estructural tiene como objetivo encontrar la mejor configuración de una estructura, es decir, eficiente en material pero de alto rendimiento. Para ello, se pueden emplear estrategias de optimización computacional, donde una estrategia recientemente evolucionada basada en efectos cuánticos es qa. Este enfoque requiere que el problema de optimización esté presente, por ejemplo, como un modelo qubo. Por lo tanto, desarrollamos una nueva formulación del problema de optimización. Esto generalmente implica un modelo de análisis para el componente. Aquí, utilizamos principios de minimización de energía que rigen el comportamiento de las estructuras bajo cargas aplicadas. Esto nos permite plantear el problema de optimización como un problema general de minimización. A continuación, mapeamos esto a un problema qubo que puede ser resuelto inmediatamente por qa. Validamos el enfoque propuesto utilizando un problema de optimización de tamaño de una barra compuesta bajo carga de peso propio. Para ello, desarrollamos estrategias para tener en cuenta las limitaciones del hardware actualmente disponible. Notablemente, para problemas a pequeña escala, nuestro enfoque muestra funcionalidad en el hardware de hoy en día, de modo que este estudio puede sentar las bases para la exploración continua del impacto de qa en problemas de optimización de diseño de ingeniería.