Genetic algorithms have unique properties which are useful when applied to black box optimization. Using selection, crossover, and mutation operators, candidate solutions may be obtained without the need to calculate a gradient. In this work, we study results obtained from using quantum-enhanced operators within the selection mechanism of a genetic algorithm. Our approach frames the selection process as a minimization of a binary quadratic model with which we encode fitness and distance between members of a population, and we leverage a quantum annealing system to sample low energy solutions for the selection mechanism. We benchmark these quantum-enhanced algorithms against classical algorithms over various black-box objective functions, including the OneMax function, and functions from the IOHProfiler library for black-box optimization. We observe a performance gain in average number of generations to convergence for the quantum-enhanced elitist selection operator in comparison to classical on the OneMax function. We also find that the quantum-enhanced selection operator with non-elitist selection outperform benchmarks on functions with fitness perturbation from the IOHProfiler library. Additionally, we find that in the case of elitist selection, the quantum-enhanced operators outperform classical benchmarks on functions with varying degrees of dummy variables and neutrality.


翻译:基因算法具有独特的特性, 适用于黑盒优化 。 使用选择、 交叉和突变操作器, 可以在不需要计算梯度的情况下获得候选解决方案 。 在这项工作中, 我们研究在遗传算法的选择机制内使用量子增强操作器的结果 。 我们的方法将选择过程设定为最小化二进制四进制模型, 用以将人口成员之间的相容和距离进行编码, 我们利用量子整化系统为选择机制取样低能量解决方案 。 我们将这些量子强化算法与包括 OneMax 函数在内的各种黑盒目标函数的经典算法对照为基准, 以及IOHPROfileer 图书馆用于黑盒优化的功能 。 我们观察到, 平均几代中, 将量加精度精度选择操作器与 OneMax 函数的经典模式相比较。 我们还发现, 量加量制选择操作器与IOHPROfilehan 图书馆的精度匹配性调整基准。 此外, 我们发现, 量加量强化精度的精度级级操作器选择功能比标准。

0
下载
关闭预览

相关内容

【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
114+阅读 · 2022年4月21日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年8月11日
Arxiv
38+阅读 · 2020年3月10日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员