量子遗传算法研究 - 360文档中心

合集下载

相关主题

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

１遗传算法及量子算法
遗传算法（ＧｅｎｅｔｉｃＡｌｇｏｉｒｔｈｍｓ，ＧＡ）是一种模拟生物进化过程的计算模型。遗传算法有３个基本的算子：选择、交叉和变异。遗传算法是一种全局优化算法。它是从代表问题可能潜在的解集的一个种群开始的，而一个种群则由经过基因编码的一定数目的个体组成。每个个体实际上是染色体带有特征的实体。染色体作为遗传物质的主要载体，即多个基因的集
第２６卷
第１期
电脑开发与应用
（总０００９）
・９・
பைடு நூலகம்
文章编号：１００３ — ５８５０（２０１３）０１－０００９－０３
量子遗传算法研究
白小宝（山西财经大学信息管理学院太原０３０００６）
进行组合交叉和变异，产生出代表新的解集的种群。然后不断重复上述过程，不断进化，末代种群中的最优个体经过解码，可以作为问题近似最优解。在现在的工作中，遗传算法已经不能很好地解决大规模计算量的问题，对新空间搜索能力有限，很容易陷入早熟。所以人们常常用其他算法与遗传算法结合来解决问题，这些都是ＧＡ的衍生算法。量子计算（ＱｕａｎｔｕｍＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ，ＱＣ）的研究始于１９８２年，量子图这一概念的提出，为量子计算的发展提供了基础。量子算法与其他经典算法比较而言，最大的特点是利用了量子理论中有关量子态的叠加、纠缠和干涉等特性，它和其他经典算法最本质的区别在于它具有量子并行性。通过量子并行计算有可能解决经典计算中的ＮＰ问题。但由于初期人们对量子算法
ａｎｄｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｉｒｔｈｍｗｅｐｒｏｇｒａｍｉｎｍａｔｌａｂ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｉｒｔｈｍｓ，ｑｕａｎｔｕｍａｌｇｏｉｒｔｈｍｓ，ｑｕａｎｔｕｍｇｅｎｅｔｉｃｌｇａｏｒｉｔｈｍ，Ｑ－ｇａｔｅ
摘
要：量子遗传算法是在遗传算法中引入量子计算的概念，是２０世纪９０年代新兴的研究领域。介绍了遗传算
（ＱＧＡ）的基本理论与方法。并在Ｍａｔｌａｂ下编程对量子遗传算法与
法（ＧＡ）和量子算法（Ｑｃ）的特点，以及量子遗传算传统遗传算法的效率进行比较。
关键词：遗传算法，量子算法，量子遗传算法，量子旋转门中图分类号：ＴＰ３０１．６文献标识码：Ａ
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＱｕａｎｔｕｍＧｅｎｅｔｉｃＡｌｇｏｒｉｔｈｍ
ＢＡｌＸｉａｏ－ｂａｏ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｉｒｔｈｍ（ＧＡ）ａｎｄｑｕａｎｔｕｍａｌｇｏｒｉｔｈｍ（Ｑｃ）。ａｎｄｔｈｅｂａｓｉｃｔｈｅｏｒｙａｎｄｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｑｕａｎｔｕｍｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｉｒｔｈｍ（ＱＧＡ）．Ｔｏｃｏｍｐａｒｅｔｈｅｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙｏｆｑｕａｎｔｕｍｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｉｒｔｈｍ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｑｕａｎｔｕｍｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｉｒｔｈｍｉｓａｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｑｕａｎｔｕｍ
合，其内部表现是某种基因组合。因此，在一开始要
实现从表现型到基因型的映射即编码操作，为了简化操作，我们一般将数据转化为二进制的编码形式参与计算。然后用适应度函数来评估个体的优劣，根据适应度结果的大小，从群体中选择出比较适应环境的个体，这些选中的个体用于繁殖下一代。在选中用于繁殖下一代的个体中，借助于自然遗传学的遗传算子
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＭａｎａｇｅｍｅｎｔ．ＳｈａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＦｉｎａｎｃｅＥｃｏｎｏｍｉｃｓ，Ｔａｉｙｕａｎ０３０００６，Ｃｈｉｎａ）
ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，ｉｔｉｓｔｈｅｅｍｅｒｇｉｎｇｉｆｅｌｄｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｈｅ９０ｓｏｆｔｈｅｌａｓｔｃｅｎｔｕｒｙ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｄｅｓｃｉｂｒｅｓｔｈｅ