2024年亚太地区数学建模大赛D题-探索量子加速人工智能的前沿领域

量子计算在解决复杂问题和处理大规模数据集方面具有巨大的潜力,远远超过了经典计算机的能力。当与人工智能(AI)集成时,量子计算可以带来革命性的突破。它的并行处理能力能够在更短的时间内解决更复杂的问题,这对优化和增强人工智能算法具有重要意义。本比赛旨在评估参与者在量子计算领域的建模和解决问题的技能。通过挑战现实世界的场景,我们探索了量子计算和人工智能的协同作用所产生的无限可能性。

比赛由三个部分组成,每个部分涉及一个数据集和一个任务。参与者需要建立一个相应的QUBO(二次无约束二进制优化)模型,并使用Kaiwu SDK提供的模拟退火算法进行求解。适用于CPQC(相干光子量子计算机)的QUBO模型表示为:

其中,Q为系数矩阵

比赛的重点是与人工智能相关的场景,将问题转换为QUBO形式,并使用Kaiwu SDK解决它们,这是一个解决CPQC上QUBO模型的专门软件开发工具包。可在此链接(https://platform.qboson.com/)上访问SDK(https://platform.qboson.com/)

附件中提供了跨不同场景的QUBO建模的参考材料,以帮助参与者理解和应用这些概念。

任务1:云计算中的资源需求预测(20分)

背景云计算平台的高效运行依赖于精确的资源调度,其中需求预测是一个核心组成部分。通过分析历史数据,建立预测模型,可以最小化资源浪费,提高系统效率和可用性。时间序列预测通常用于这类场景中,但将这些优化问题转化为与量子计算兼容的形式仍然是一个挑战。

您的任务是为云计算平台开发一个资源管理系统来预测资源需求。数据集如下:

这些数据代表了今年1月至9月的月度计算资源需求。您决定使用自回归(AR)模型进行预测,其表示为:

您将需要:

1。将上述时间序列预测问题转化为QUBO模型,明确定义了目标函数和决策变量。

2.利用KaiwuSDK的模拟退火算法求解模型,预测10月份的需求

任务2:使用支持向量机进行分类(40分)

在机器学习中,除了像上述时间序列预测问题3这样的回归任务外,分类是另一项经典任务。分类的目的是根据输入样本的特征分配到预定义的类别,这广泛适用于现实场景,如垃圾邮件检测和图像分类。支持向量机(SVMs)是一种流行的基于边际最大化度的监督学习技术。SVM还擅长于通过核技巧进行非线性分类。

集成量子计算为分类任务引入了新的视角。通过将SVM优化问题转化为QUBO形式,量子计算可以加速解决过程。

Iris数据集(https://archive.ics.uci.edu/dataset/53/iris)是一个经典的机器学习数据集,包含150个样本,每个样本有四个特征和一个类标签(三个类别中的类别之一)。您的任务是使用SVM模型和Kaiwu SDK对这个数据集进行分类

您将需要:1。将训练基于SVM的分类模型的优化问题转化为QUBO模型,明确定义目标函数和决策变量。 2.利用Kaiwu SDK中的模拟退火算法,解决了QUBO问题。

任务3:探索量子计算与深度学习的集成(40分)

背景深度学习模型,如卷积神经网络(CNNs),在图像分类和推荐系统等复杂任务中表现出了出色的性能。然而,优化这些模型通常需要大量的计算资源。通过利用量子计算的优化能力,可以开发更有效的训练和推理方法

您应该:选择一个特定的应用程序场景,如图像分类或推荐系统,您需要为其设计一个合适的深度学习模型和结构。然后,将相关的优化问题(如模型训练)转化为QUBO模型。利用KaiwuSDK的模拟退火算法进行求解。

提交要求:

1。完整的代码文件,包括数据预处理、模型构建、QUBO模型转换和解决方案过程。

2.一个详细的结果报告,其中包括:

a。问题场景及其背景。

b.对人工智能模型结构的描述。

c.具体的QUBO模型公式。

d.QUBO模型的求解过程和求解时间,以及结果分析。

f.模型性能评价和结果解释。请提供任何外部数据集或参考资料的来源和解释

注:

1。Kaiwu SDK被限制为解决600位以下的问题。

2.只支持最新版本的Kaiwu SDK。

3.对于问题1,参与者可以选择提交他们的矩阵给CPQC(https://platform.qboson.com/),这是可选的。每位参赛者将在比赛期间总共获得5个配额。一旦配额耗尽,将不会授予额外的配额。此外,在从CPQC接收结果时可能会有延迟。

4.如果您对这些任务有任何疑问,请扫描下面的二维码与我们联系。

5.您可以通过这个链接(https://b23.tv/IqKoPnv)查看Kaiwu SDK的安装和使用指南

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/diannao/61459.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

教程 - 在 Creo Elements/Pro 中使用 Mechanica 分析杆的 von-mises 应力?

这是教程。 步骤1: 在“零件”模式下启动 Creo Elements/Pro。 步骤2: 草绘>>顶平面并绘制一个直径为 20mm 的圆。 步骤3: 将其挤出 200 毫米。 步骤4: 应用>>机械. 步骤5: 单击“确定”&…

ssm框架-spring-spring声明式事务

声明式事务概念 声明式事务是指使用注解或 XML 配置的方式来控制事务的提交和回滚。 开发者只需要添加配置即可, 具体事务的实现由第三方框架实现,避免我们直接进行事务操作! 使用声明式事务可以将事务的控制和业务逻辑分离开来,提…

基于单片机的多功能跑步机控制系统

本设计基于单片机的一种多功能跑步机控制系统。该系统以STM32单片机为主控制器,由七个电路模块组成,分别是:单片机模块、电机控制模块、心率检测模块、音乐播放模块、液晶显示模块、语音控制模块、电源模块。其中,单片机模块是整个…

写给Vue2使用者的Vue3学习笔记

&#x1f64b;‍请注意&#xff0c;由于本人项目中引入了unplugin-auto-import的依赖&#xff0c;所以所有的代码示例中均未手动引入各种依赖库&#xff08;ref、reactive、useRouter等等&#xff09; 初始环境搭建 npm init vuelatest模板语法 插值 同 Vue2 <span>…

C# 数据结构之【图】C#图

1. 图的概念 图是一种重要的数据结构&#xff0c;用于表示节点&#xff08;顶点&#xff09;之间的关系。图由一组顶点和连接这些顶点的边组成。图可以是有向的&#xff08;边有方向&#xff09;或无向的&#xff08;边没有方向&#xff09;&#xff0c;可以是加权的&#xff…

短剧系统小程序开发产品设计实例解析

短剧系统小程序开发架构深度解析引言 随着数字娱乐市场的蓬勃发展&#xff0c;短剧因其紧凑的情节、创新的表现形式和便捷的观看体验&#xff0c;迅速吸引了大量观众的关注。作为承载短剧内容的重要平台&#xff0c;短剧系统小程序不仅需要在用户体验、内容管理等方面做到极致&…

AI数字人视频小程序:引领未来互动新潮流

当下&#xff0c;随着人工智能技术的不断创新发展&#xff0c;各类AI系统已经成为了创新市场发展的重要力量&#xff0c;AI文案、AI数字人、AI视频等&#xff0c;为大众带来更加便捷的创作方式&#xff0c;AI成为了一个全新的风口&#xff0c;各种AI红利持续释放&#xff0c;市…

解决vue-pdf的签章不显示问题

在使用vue-pdf 4.3.0时发现上传一般的普通pdf正常预览&#xff0c;但是上传带有红头文件的和和特殊字体的pdf无法正常内容显示&#xff0c;文字丢失问题。 1、查看控制台报错信息 2、缺少字体原因 getNumPages(url) {var loadingTask pdf.createLoadingTask({url: url,//引入…

跨境电商API接口:数据采集与业务集成的核心

跨境电商作为全球贸易的重要组成部分&#xff0c;正随着互联网技术的发展而迅速增长。在这个过程中&#xff0c;API接口扮演了至关重要的角色&#xff0c;它们不仅提高了运营效率&#xff0c;还增强了安全性和用户体验。本文将深入探讨跨境电商API接口的应用、重要性以及面临的…

【linux013】文件操作命令篇 - less 命令

文章目录 less 命令1、基本用法2、常见选项3、交互式键盘命令4、举例5、注意事项 less 命令 less 是 Linux 中强大的文件分页查看命令&#xff0c;比 more 更灵活且功能更强大。less 支持双向滚动、搜索、显示大文件等功能&#xff0c;适用于查看文件内容或管道输出的大量文本…

力扣 无重复字符的最长字串-3

无重复字符的最长字串-3 class Solution { public:// 解决方法&#xff1a;双指针int lengthOfLongestSubstring(string s) { // 如果字符串为空&#xff0c;直接返回0if (s.length() 0)return 0;// 如果字符串不为空&#xff0c;字符串每个字符都不同的情况下&#xff0c;最…

如何在Ubuntu当中利用CloudCompare软件进行点云配准拼接?

1.首先需要安装相应的cloudcompare软件&#xff0c;以下有两种方式&#xff1a;第一种直接在ubuntu的软件商店里搜索CloudCompare软件进行install&#xff0c;我这里已经安装完毕。 方式二&#xff1a;可以直接原码安装&#xff1a; github地址&#xff1a; https://github.co…

贴贴,一款windows剪切板管理软件

贴贴&#xff0c;一款windows剪切板管理软件 软件下载官网 https://tietieapp.com 软件界面 软件界面简洁、信息展示清晰。软件会自动记录你复制过的内容。包括哪个软件复制的、复制的时间。支持图片、文本、文件等多种格式。支持持久化&#xff0c;电脑重启记录仍然存在。支持…

RocketMQ的使⽤

初识MQ 1.1.同步和异步通讯 微服务间通讯有同步和异步两种⽅式&#xff1a; 同步通讯&#xff1a;就像打电话&#xff0c;需要实时响应。 异步通讯&#xff1a;就像发邮件&#xff0c;不需要⻢上回复。 两种⽅式各有优劣&#xff0c;打电话可以⽴即得到响应&#xff0c;但…

初试无监督学习 - K均值聚类算法

文章目录 1. K均值聚类算法概述2. k均值聚类算法演示2.1 准备工作2.2 生成聚类用的样本数据集2.3 初始化KMeans模型对象&#xff0c;并指定类别数量2.4 用样本数据训练模型2.5 用训练好的模型生成预测结果2.6 输出预测结果2.7 可视化预测结果 3. 实战小结 1. K均值聚类算法概述…

JSON,事件绑定

文章目录 JSON事件绑定输入框input和div的内容返回获取dom元素数组还是单个对象for循环为什么要写const那一行&#xff0c;直接写 hobbys[index].checked true;可以吗const不是常量吗&#xff0c;为什么用const声明的element的属性值可以改变&#xff1f; 黑马学习笔记 JSON 定…

学习HTML第三十一天

学习文章目录 七. 普通按钮八. 文本域九.下拉框 七. 普通按钮 注意点&#xff1a;普通按钮的 type 值为 button &#xff0c;若不写 type 值是 submit 会引起表单的提交 八. 文本域 常用属性如下&#xff1a; rows 属性&#xff1a;指定默认显示的行数&#xff0c;会影响文…

基于Multisim的汽车尾灯控制电路设计与仿真

1、电路由四个按键控制&#xff0c;分别对应左转、右转、刹车和检查。 2、当左转或右转键按下时,左侧或右侧的 3个汽车尾灯按照左循环或右循环的顺!2/3 点亮&#xff0c;点亮时间为 1秒。 3、当刹车时&#xff0c;所有的尾灯同时闪烁&#xff0c;闪烁时间为1秒。 4、当检查时…

小程序-使用 iconfont 图标库报错:Failed to load font

官方默认可以忽略此错误&#xff0c;在清除缓存后首次刷新会显示此错误&#xff0c;重新渲染错误消失 解决方法&#xff1a; 在 iconfont 图标库选择项目设置 选中 Base64 保存&#xff0c;重新点击链接 -> 复制代码到项目中 操作步骤&#xff1a;

Stable Diffusion的解读(二)

Stable Diffusion的解读&#xff08;二&#xff09; 文章目录 Stable Diffusion的解读&#xff08;二&#xff09;摘要Abstract一、机器学习部分1. 算法梳理1.1 LDM采样算法1.2 U-Net结构组成 2. Stable Diffusion 官方 GitHub 仓库2.1 安装2.2 主函数2.3 DDIM采样器2.4 Unet 3…