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使用量子优化算法进行高光谱遥感影像处理综述

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武汉大学学报（信息科学版） 2018年第12期43卷 1811-1818页

作者：张良培刘蓉杜博武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 武汉大学计算机学院湖北武汉430072

高光谱遥感技术从20世纪80年代出现以来,已迅速成为对地观测的重要组成部分,其影像信息提取是地物信息提取的主要数据来源。高光谱遥感影像除提供地物的空间信息之外,其成百上千个波段携带的光谱信息所提供的光谱诊断能力可以对地物目... 详细信息

高光谱遥感技术从20世纪80年代出现以来,已迅速成为对地观测的重要组成部分,其影像信息提取是地物信息提取的主要数据来源。高光谱遥感影像除提供地物的空间信息之外,其成百上千个波段携带的光谱信息所提供的光谱诊断能力可以对地物目标进行精细化解译,大大增强了对地物信息的提取能力。充分利用高光谱遥感影像丰富的光谱信息对地物目标进行精细化解译成为近年来遥感领域的研究热点。对基于量子优化算法的高光谱遥感影像处理方法进行阐述,介绍了量子优化算法的发展与技术,并概括了其在高光谱遥感影像中的应用,并对量子优化算法在高光谱遥感影像处理中的应用发展提出建议和展望。

关键词：高光谱图像处理量子优化算法异常探测端元提取亚像元制图

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基于量子优化算法的交通视频结构化分析

信息技术与信息化 2022年第3期 214-216,220页

作者：朱伟浩徐妙语高毫林郑州信大先进技术研究院河南郑州450001

结合智慧城市建设过程中交通视频车辆信息快速分析的需求,利用深度学习检测算法对非结构化的车辆交通视频数据进行粗粒度目标检测,提取车辆信息特征,然后利用基于传统算法模型的量子优化算法对交通视频中车辆信息数据进行分类预测分析,... 详细信息

结合智慧城市建设过程中交通视频车辆信息快速分析的需求,利用深度学习检测算法对非结构化的车辆交通视频数据进行粗粒度目标检测,提取车辆信息特征,然后利用基于传统算法模型的量子优化算法对交通视频中车辆信息数据进行分类预测分析,测试结果显示,该方法对交通视频结构化分析中车辆品牌信息可实现正确识别,效果良好,初步实现了基于量子优化算法的城市交通视频结构化分析,对今后基于真实量子计算机系统在城市交通物流线路优化、复杂场景信息监管、新材料设计研发、生物育种等领域开展量子优化算法大规模应用研究具有重要意义和应用价值。

关键词：量子计算量子优化算法 Grover算法 HHL算法交通视频车辆识别

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用量子优化算法预测小麦赤霉病

江苏农业学报 2013年第3期29卷 523-526页

作者：贾花萍渭南师范学院数学与信息科学学院陕西渭南714000

准确预测小麦赤霉病流行程度,可以科学合理地预防小麦赤霉病。利用陕西渭南地区小麦赤霉病的历史数据,以影响赤霉病发生的气象因子作为预测因子,病穗率作为赤霉病流行程度,将量子遗传算法引入神经网络训练过程,构造神经网络的量子优化算... 详细信息

准确预测小麦赤霉病流行程度,可以科学合理地预防小麦赤霉病。利用陕西渭南地区小麦赤霉病的历史数据,以影响赤霉病发生的气象因子作为预测因子,病穗率作为赤霉病流行程度,将量子遗传算法引入神经网络训练过程,构造神经网络的量子优化算法,对小麦赤霉病进行预测。与传统BP神经网络相比,量子优化算法预测结果更接近于实际值,且误差较小,其收敛精度、收敛速度显著提高,同时避免陷入局部极小的缺点,达到了很好的预测效果。可见,基于神经网络的量子优化算法预测小麦赤霉病远优于BP算法,可作为一种新方法用于小麦赤霉病预测。

关键词：小麦赤霉病预测量子优化算法神经网络

基于QBSO-ELM的网络入侵检测系统研究与实现

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基于QBSO-ELM的网络入侵检测系统研究与实现

作者：胡万斌重庆师范大学

学位级别：硕士

近几年来,随着全球变局的不断发展、世纪疫情的复杂混合、国际环境变得日趋复杂以及全球供应链遭受冲击,网络空间的对抗趋势也日趋明显。大规模针对性网络攻击活动呈上升趋势,安全漏洞、数据泄露、网络诈骗等风险也出现频繁,网络安全形... 详细信息

近几年来,随着全球变局的不断发展、世纪疫情的复杂混合、国际环境变得日趋复杂以及全球供应链遭受冲击,网络空间的对抗趋势也日趋明显。大规模针对性网络攻击活动呈上升趋势,安全漏洞、数据泄露、网络诈骗等风险也出现频繁,网络安全形势变得越来越严峻。入侵检测在网络安全领域发挥着至关重要的作用,但在处理来自全面信息化的高维海量数据时,传统技术表现不佳。因此,引发研究者将深度学习应用于入侵检测,并取得了一定成果,但模型仍然存在过拟合、低检测率、高误报率以及检测少数类样本效果不佳等问题。本文的主要研究内容包括:本文提出了一种基于量子群智能优化算法的极限学习机模型,旨在提高入侵检测的准确性。首先,应用最小平方QR分解法(Least Square QR factorization,LSQR)对极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)模型进行优化,有效减少ELM求解时的计算量。其次,提出量子天牛群优化算法(Quantum Beetle Swarm Optimization,QBSO)使天牛个体能够学习群体经验和自身经验,在有目的地移动的同时,也提升了收敛速度。最后,实验结果表明,该方法有效提高了入侵检测的准确率。为了解决入侵检测数据集不平衡问题,提出了基于Focal Loss损失函数和卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)的网络入侵检测模型。在数据处理阶段,采用CNN提取特征,可从输入数据中自动提取对入侵检测更加有效的高级特征,从而提升分类精度。同时,为了提升模型多分类的效果,采用自适应综合过采样方法(Adaptive Synthetic Sampling,ADASYN)使样本数据分布基本均衡,并使用Focal Loss损失函数以不同的权重计算损失,使网络可以更好地学习不同类别样本的特征,从而有效降低不平衡数据集对分类器的负面影响,提升少数类样本检测效果。实验结果表明,该方法可以有效改善分类模型的性能。最后以Flask和React为基础并结合本文提出的算法模型,开发了一个入侵检测系统,实现了基本的管理功能和入侵检测功能,为保障网络安全提供了一种新的解决方案。

关键词：入侵检测量子优化算法极限学习机卷积神经网络

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量子计算在地球物理学中的应用

石油地球物理勘探 2024年第2期59卷 352-367页

作者：王思琳刘财李鹏赵鹏飞吉林大学地球探测科学与技术学院吉林长春130061

量子计算具有强大的计算能力,被视为一种可能对未来产生颠覆性影响的计算方法,可为多种复杂计算问题的求解提供新思路,目前已在多学科或领域实践与应用。近年来,量子计算逐步应用于地球物理研究,多种量子算法及量子计算机的应用为揭示... 详细信息

量子计算具有强大的计算能力,被视为一种可能对未来产生颠覆性影响的计算方法,可为多种复杂计算问题的求解提供新思路,目前已在多学科或领域实践与应用。近年来,量子计算逐步应用于地球物理研究,多种量子算法及量子计算机的应用为揭示地球内部构造、探测深部资源等提供了技术支持。量子计算具备高效求解科学问题的能力,在地球物理领域具有巨大的应用潜力。为此,系统分析、阐述量子计算原理并总结了量子算法的发展现状,对其在地球物理数据采集、波场模拟、反问题求解等领域的成果进行归纳、分析;通过建立理论模型并进行反演,验证了量子算法的优越性;最后展望了量子计算未来可能的研究方向。

关键词：量子计算量子力学量子优化算法全局寻优地球物理反演

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公钥密码的量子攻击研究现状与展望

网络安全与数据治理 2022年第9期41卷 3-12页

作者：崔富鑫王辈刘焱李叶合肥本源量子计算科技有限责任公司安徽合肥230000

近些年,随着量子计算的发展,以Shor算法为首的量子算法展现了对公钥密码体制的严重威胁。研究者们一方面研究量子算法对公钥密码的攻击实现,一方面着手后量子密码算法的过渡迁移。就此议题,首先介绍几类常用的公钥密码算法和相关量子攻... 详细信息

近些年,随着量子计算的发展,以Shor算法为首的量子算法展现了对公钥密码体制的严重威胁。研究者们一方面研究量子算法对公钥密码的攻击实现,一方面着手后量子密码算法的过渡迁移。就此议题,首先介绍几类常用的公钥密码算法和相关量子攻击算法。其次,重点介绍Shor算法以及量子优化等算法攻击公钥密码算法的国内外研究现状,特别是对RSA和ECC的攻击实现以及当前存在的困难。最后,结合当前公钥密码量子攻击的研究进展以及后量子密码的发展,对产学研的未来发展规划作出了一些建议与展望。

关键词：公钥密码 RSA ECC Shor算法量子优化算法

基于量子优化的铝电解多目标控制系统理论研究

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轻金属 2016年第6期 24-29,34页

作者：李界家王朝骏朱景林沈阳建筑大学信息与控制工程学院辽宁沈阳110168

针对电解铝生产节能降耗,提高能源利用率的需求,根据铝电解控制过程复杂,变量多等特点,提出了一种铝电解多目标优化控制策略。建立了基于Elman神经网络的铝电解直流电耗与电流效率的预测模型,铝电解多目标优化控制系统,采用BP神经网络... 详细信息

针对电解铝生产节能降耗,提高能源利用率的需求,根据铝电解控制过程复杂,变量多等特点,提出了一种铝电解多目标优化控制策略。建立了基于Elman神经网络的铝电解直流电耗与电流效率的预测模型,铝电解多目标优化控制系统,采用BP神经网络控制器用以提高控制精度和动态跟踪精度,以及用量子优化的方法对BP神经网络控制器进行了优化。仿真结果表明基于量子优化算法的控制系统相比于改进型非劣分类遗传算法(NSGAII)优化的控制系统,理论上在相同的电流效率的情况下,直流电耗会明显降低。

关键词：铝电解多目标优化 BP神经网络量子优化算法

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大数据分析下多维离散数据高效聚类方法仿真

计算机仿真 2019年第2期36卷 205-208页

作者：姜延文呼伦贝尔学院计算机学院内蒙古呼伦贝尔021008

针对当前聚类方法计算时间较长、聚类结果不准确等问题,提出基于量子优化算法的大数据分析下多维离散数据高效聚类方法。采用空间重构分析方法对大数据进行离散性映射处理,选取最小嵌入维数和最佳时延来构造大数据时间序列的信息流模型... 详细信息

针对当前聚类方法计算时间较长、聚类结果不准确等问题,提出基于量子优化算法的大数据分析下多维离散数据高效聚类方法。采用空间重构分析方法对大数据进行离散性映射处理,选取最小嵌入维数和最佳时延来构造大数据时间序列的信息流模型,将信息流模型作为提取时延尺度特征的输入,构建基于提取特征值的聚类搜索目标函数,采用模糊C聚类算法求解初始聚类中心搜索目标函数,从而获得大数据的最优聚类中心。采用量子优化算法抑制聚类中心的小扰动,实现聚类优化,完成大数据分析下多维离散数据高效聚类。仿真结果证明,所提方法有效减少了计算时间,降低了与实际聚类结果的差距,提高了计算效率。

关键词：大数据分析下多维离散数据高效聚类方法量子优化算法

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粒子群优化算法的改进及其应用研究

粒子群优化算法的改进及其应用研究

作者：郑伟博青岛大学

学位级别：硕士

粒子群优化（Particle Swarm Optimization,PSO）算法是一种模拟鸟群捕食行为的群体智能算法,一经提出就受到国内外学者的广泛关注。经过20多年来的发展,PSO算法在多模态函数优化、组合优化、神经网络训练等方面应用越来越广泛,成为解... 详细信息

粒子群优化（Particle Swarm Optimization,PSO）算法是一种模拟鸟群捕食行为的群体智能算法,一经提出就受到国内外学者的广泛关注。经过20多年来的发展,PSO算法在多模态函数优化、组合优化、神经网络训练等方面应用越来越广泛,成为解决工程管理领域大规模最优化和决策问题的有力工具。2004年孙俊提出了量子行为粒子群优化（Quantum Behaved Particle Swarm Optimization,QPSO）算法。与标准PSO算法相比,该算法在高维多模态函数优化方面具有很好的全局搜索能力,但是它的局部搜索能力较差。因此,结合Nelder-Mead单纯形法,提出了一种改进的量子行为粒子群优化算法——NM-QPSO。研究了该算法的基本原理、给出了算法流程并采用正交试验的方式获得了一套通用性较强的算法参数。并以CEC’13的28个测试函数作为测试集,采用Wilcoxon符号秩检验将NM-QPSO算法分别与PSO算法和QPSO算法进行了比较试验。试验表明,NM-QPSO算法在统计意义上优于传统的PSO算法和QPSO算法,并且在高维函数优化中,具有显著优势。由于传统的PSO算法在离散空间的优化问题上效果欠佳,因此进一步探讨了离散的PSO优化算法,给出了一种基于量子旋转门更新粒子位置的离散量子粒子群优化（DQPSO）算法。将该算法应用于多配送中心选址问题,并进行了计算机仿真试验。试验表明,DQPSO算法显著优于贪婪算法和遗传算法。

关键词：最优化问题粒子群算法量子优化算法选址问题离散粒子群优化