多尺度量子諧振子優化算法 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王鵬，黃焱，李波，謝韆河 著

圖書標籤:

• 量子優化
• 多尺度分析
• 諧振子
• 優化算法
• 計算物理
• 量子計算
• 機器學習
• 數值方法
• 物理學
• 算法設計

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115427915

版次：1

商品編碼：11968761

包裝：平裝

開本：大32開

齣版時間：2016-08-01

用紙：膠版紙

頁數：156

正文語種：中文

編輯推薦

本書作者在業內具有一定的知名度，曾齣版圖書
雲計算與大數據技術 人民郵電齣版社（教育部“十二五”規劃教材） 王鵬、黃焱、安俊秀
雲計算的關鍵技術與應用實例 人民郵電齣版社，佳奎谘訊股份有限公司（繁體版） 王鵬
C語言程序設計（第2版） 人民郵電齣版社 安俊秀
並行計算應用及實戰 機械工業齣版社 王鵬
走近雲計算 人民郵電齣版社，佳奎谘訊股份有限公司（繁體版） 王鵬
雲計算—中國未來的IT戰略 人民郵電齣版社 王鵬
智能計算方法概論 電子科技大學齣版社 李建平、王鵬、段貴多
移動搜索引擎原理與實踐 機械工業齣版社 王鵬
贏在雲端—雲計算與未來商機 人民郵電齣版社，WILEY齣版社 王鵬

內容簡介

本書以作者在自然計算領域的研究成果為基礎，全麵、係統地介紹瞭一種基於量子諧振子物理模型的新的智能優化算法—MQHOA算法，該算法的物理模型明確、算法結構簡單，無需復雜的初始條件設定和參數設置。將MQHOA算法用於求解函數優化問題和組閤優化問題，並對算法的物理模型、迭代收斂性和並行性進行理論分析和實驗驗證。全書共7章，每章都包含瞭作者近年的科研成果。本書可作為自然計算算法、人工智能領域開發人員和技術人員的參考書。

作者簡介

王鵬，1974年生， 西南民族大學教授、 博士生導師，主要研究方嚮為雲計算、高性能計算、網絡優化等。

目錄

第1章　緒論　1
1．1　背景知識　1
1．2　自然計算的研究現狀　2
1．2　MQHOA算法的研究現狀　7
1．3　MQHOA算法的最新研究進展　9
第2章　優化問題的建模方法　17
2．1　最優化問題　17
2．2　MQHOA算法求解TSP優化問題的建模方法　17
2．3　MQHOA算法求解聚類中心點優化問題的建模方法　18
2．4　數據中心需量費用優化問題的建模與求解　19
第3章　MQHOA算法的提齣　35
3．1　MQHOA算法流程和數學描述　35
3．1．1　MQHOA算法的基本流程　35
3．1．2　MQHOA算法流程的數學描述　38
3．2　MQHOA算法的物理模型　39
3．2．1　MQHOA算法與經典諧振子物理模型的對應關係　39
3．2．2　MQHOA算法與量子諧振子物理模型的對應關係　40
3．2．3　波函數　42
3．2．4　量子隧道效應　43
3．2．5　測不準原理　44
3．3　MQHOA、QPSO和SA算法性能的實驗對比　45
第4章　MQHOA算法求解函數優化問題　49
4．1　引言　49
4．2　高維函數優化問題的多尺度量子諧振子模型　50
4．2．1　多尺度優化函數二進信息采樣模型　50
4．2．2　同一尺度下的量子諧振子搜索聚焦模型　51
4．3　多尺度量子諧振子算法實驗分析　52
4．3．1　確定實驗中的群體參數 和采樣參數　53
4．3．2　二維函數實驗　53
4．3．3　高維函數實驗　53
4．3．4　通過頻率變換加速含高頻成分函數的收斂進程　55
第5章　MQHOA算法求解組閤優化問題　57
5．1　引言　57
5．2　組閤優化問題的定義　57
5．3　MQHOA算法求解TSP問題的原理及過程　58
5．3．1　量子諧振子波函數所描述的收斂過程　58
5．3．2　多尺度量子諧振子算法的基本收斂過程　58
5．3．3　MQHOA算法求解TSP問題的基本過程　59
5．4　實驗結果及討論　61
5．4．1　MQHOA算法求解TSP標準測試數據　61
5．4．2　MQHOA算法求解規則分布的TSP問題　64
5．4．3　MQHOA算法求解TSP問題的收斂特性分析　65
第6章　MQHOA算法的迭代收斂特性　67
6．1　MQHOA算法收斂過程和參數選擇　67
6．1．1　MQHOA算法的收斂過程　67
6．1．2　k、m參數的選擇對算法收斂性的影響　68
6．2　MQHOA算法的QHO收斂過程研究　69
6．2．1　QHO收斂過程的收斂性分析　69
6．2．2　QHO收斂過程中的波函數收斂定理　71
6．2．3　QHO收斂過程中的能量變化　72
6．2．4　QHO收斂過程中的測不準關係　74
6．2．5　QHO收斂過程的波函數特性　76
6．3　MQHOA算法的M收斂過程研究　77
6．3．1　M收斂過程分析　77
6．3．2　M收斂過程實驗　78
第7章　MQHOA算法的並行性研究　81
7．1　引言　81
7．2　MQHOA算法的運行時間分析　81
7．3　MQHOA算法的並行化特性　82
7．3．1　MQHOA算法的並行方法　82
7．3．2　MQHOA算法的三種並行粒度　83
7．3．3　根據采樣參數選擇MQHOA算法的並行粒度　86
7．4　MQHOA-P算法的運行流程　86
7．5　MQHOA-P算法的並行化性能分析　87
7．6　MQHOA-P算法的實驗驗證　88
參考文獻　91
附錄A　MQHOA算法核心代碼　101
附錄B　主要的函數優化測試函數　113

深入理解與應用：多尺度量子諧振子優化算法 作者： [此處留空，此處為作者署名] 齣版社： [此處留空，此處為齣版社名稱] 齣版年份： [此處留空，此處為齣版年份] --- 內容提要 本書旨在為讀者提供一個關於多尺度量子諧振子優化算法（MSQHOA）的全麵、深入且實用的技術指南。本書內容聚焦於算法的理論基礎、核心機製、高級應用以及在復雜工程問題中的實際部署，緻力於構建起一座連接抽象數學模型與實際問題求解之間的堅實橋梁。 本書的結構設計遵循從基礎概念到前沿應用的邏輯順序，確保讀者能夠在紮實掌握基本原理後，逐步探索算法的復雜性和潛力。我們詳細闡述瞭量子力學中諧振子模型的物理意義，並將其轉化為優化搜索空間中的有效錶徵。隨後，重點剖析瞭“多尺度”概念在算法設計中的關鍵作用——如何通過不同尺度的信息交互與信息粒度調整，有效平衡全局探索與局部精煉，剋服傳統優化算法易陷入局部最優的頑疾。 MSQHOA不僅僅是一個理論框架，更是一種高效的啓發式搜索範式。本書詳細介紹瞭算法的構建模塊，包括但不限於量子位（Qubit）的概率幅編碼、鏇轉門（Rotation Gate）的動態更新機製、基於能量最小化的適應度函數評估，以及多代際策略下的收斂性保證。每一部分都輔以詳盡的數學推導和清晰的流程圖解，以期幫助讀者精準把握算法的內在邏輯。 在應用層麵，本書突破瞭單一領域的限製，深入探討瞭MSQHOA在多個關鍵行業中的優化潛力。這包括但不限於：高維參數尋優（如復雜係統建模中的參數辨識）、資源受限環境下的調度優化（如生産製造中的作業排序）、網絡拓撲結構的設計與重構，以及在金融工程中構建高效的投資組閤模型。對於每一個應用案例，我們都提供瞭完整的模型構建步驟、算法參數配置建議，並展示瞭其與現有主流優化算法（如遺傳算法、粒子群優化等）在性能上的對比分析，強調MSQHOA在處理非綫性、非凸、大規模優化挑戰時的獨特優勢。 本書還特彆設置瞭算法的高級擴展與改進章節，探討瞭如何將深度學習技術（如強化學習）與MSQHOA的自適應參數調整相結閤，以實現更具魯棒性和自適應性的優化求解器。此外，還對算法的計算復雜性、並行化策略進行瞭深入分析，為讀者在高性能計算環境下的部署提供瞭實踐指導。 本書麵嚮的研究群體廣泛，包括但不限於：優化算法研究人員、計算機科學專業的研究生與博士生、從事工程優化、運籌學、人工智能應用開發的工程師和技術專傢。我們力求以嚴謹的學術態度和清晰的工程視角，為所有緻力於通過先進優化技術解決實際復雜問題的人士，提供一本內容詳實、體係完整的參考手冊。 --- 目錄結構概覽 (非詳盡目錄) 第一部分：基礎理論與量子建模 1. 優化問題的數學錶述與挑戰 2. 量子計算基礎迴顧：諧振子模型與量子位編碼 3. 從物理到計算：量子諧振子在搜索空間中的映射 4. 多尺度理論的引入：尺度分離與信息耦閤機製 第二部分：MSQHOA 核心機製詳解 5. 初始種群生成與概率幅初始化 6. 能量函數（適應度）的構建與評估 7. 核心操作：鏇轉矩陣的設計與動態調整策略 8. 多尺度信息融閤：全局探索與局部精煉的協同機製 9. 算法收斂性分析與參數敏感性研究 第三部分：高級算法擴展與實現 10. 基於混閤策略的算法增強：與局部搜索的結閤 11. 適應度景觀分析與動態尺度切換策略 12. 並行化實現與計算效率優化 13. 魯棒性增強：對噪聲和不確定性的處理 第四部分：工程應用與案例研究 14. 復雜係統參數辨識與高維函數優化 15. 供應鏈與生産調度優化：約束處理方法 16. 網絡設計與路由優化中的應用實例 17. 金融建模中的投資組閤優化與風險評估 附錄 A. 常用優化測試函數集 B. 僞代碼與關鍵函數實現參考 --- 讀者定位與價值主張 本書的編寫風格力求技術深度與可讀性並重。對於理論研究者而言，我們提供瞭嚴謹的數學推導和前沿的改進思路；對於應用工程師而言，我們提供瞭清晰的算法流程圖和詳盡的工程案例分析，確保讀者不僅理解“如何運行”，更能深刻理解“為何有效”。 通過係統學習本書內容，讀者將能夠： 1. 掌握 MSQHOA 的完整設計理念，能夠獨立構建該算法的數學模型。 2. 區分 多尺度策略在優化性能提升中的關鍵作用，並能根據問題特性選擇閤適的尺度參數。 3. 應用 MSQHOA 解決實際工程中遇到的具有強非綫性和多模態特性的優化難題。 4. 評估 算法的計算效率和魯棒性，並掌握將其集成到現有軟件框架中的技術要點。 本書不僅是關於一種優化算法的介紹，更是一部關於如何利用跨學科知識（物理學、信息科學、優化理論）來構建強大求解工具的實踐指南。它將引導讀者從更宏觀、更精細的不同視角審視優化領域，邁入下一代智能優化算法的研究與應用前沿。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和排版透露齣一種深思熟慮的專業性，但其內容似乎更加偏嚮於理論框架的搭建，而非具體案例的展示。我揣測，作者可能花費瞭巨大的精力來構建一套自洽的、可以推廣到更廣泛物理係統的理論體係。這種體係的構建往往意味著對現有公理或假設進行審視和修正，或許它會引入一種全新的算符代數或者新的量子態定義來更好地適應“多尺度”的需求。它可能涉及大量的符號推導，其密度之高，足以讓習慣瞭圖文並茂講解的讀者感到有些吃力。我好奇它在處理量子退相乾問題時會采取何種立場，畢竟，在多尺度模型中，如何界定“觀測者”和“環境”的邊界本身就是一個極具挑戰性的問題。如果這本書沒有過多地涉及具體的物理應用實例，那麼它對讀者的要求就更高瞭：必須具備將抽象數學語言轉化為物理洞察的強大能力。它更像是一本奠基性的學術專著，其價值在於為未來的研究開闢瞭新的數學路徑。

評分☆☆☆☆☆

翻開這本書的目錄，我立刻感受到一種撲麵而來的嚴謹性，但它似乎避開瞭直接的實驗驗證描述，轉而更專注於方法論的創新。我猜測，全書的重點可能放在瞭如何設計和實施一套“優化算法”來解決量子力學中的特定計算難題，而不是對已建立理論的綜述。這可能意味著大量的章節會圍繞著算法的收斂性分析、計算復雜度的評估，以及如何將這些算法並行化或應用於大規模係統中。如果它真的是關於“優化算法”的，那麼它可能引入瞭許多源自工程學、計算機科學甚至運籌學中的概念，並將其巧妙地嵌入到量子力學的框架內。比如，它會不會探討如何用先進的數值方法來處理高維的、非綫性的、或者在時間演化中錶現齣復雜耦閤行為的係統？我個人對算法的魯棒性非常感興趣——在麵對噪聲或不完美數據輸入時，這套算法的錶現如何？這本書如果成功，將不僅是物理學的貢獻，更是計算科學方法論的突破，它承諾的不是描述世界，而是更有效率地計算世界。

評分☆☆☆☆☆

這本看起來像是深奧理論的著作，初翻時我就被那種撲麵而來的學術氣息給震懾住瞭。它似乎並未直接聚焦於我們日常能觸摸到的物理現象，反而更像是一張精密的數學藍圖，試圖用一種全新的、分層的視角來剖析自然界最基本的振動行為。我猜想，它可能花瞭大量的篇幅去構建一個多尺度的數學框架，這種框架必然要求讀者對量子力學的基礎有相當紮實的理解，並且對如何將不同尺度的信息有效地整閤在一起抱有極大的好奇心。它可能探討瞭如何將宏觀尺度的近似結果與微觀尺度的精確解進行對接，這無疑是一項艱巨的任務。如果內容真的如其名所示，那麼它必然會涉及大量的偏微分方程求解技巧、邊界條件的復雜處理，以及如何利用迭代或變分法來逼近那些解析上無解的難題。對於那些希望在理論物理前沿尋求突破的讀者來說，這可能是一本必備的工具書，但對於僅僅想瞭解量子諧振子基本概念的初學者而言，它恐怕會是一座難以逾越的高山，因為它的目標顯然不在於“解釋”，而在於“優化”和“建模”。我期待看到它如何巧妙地處理尺度間的耦閤效應，這纔是真正體現其“多尺度”核心價值的地方。

評分☆☆☆☆☆

當我從一個純粹的物理愛好者的角度來看待這本書的命名時，我感受到一種強烈的“工具箱”氣質，但這個工具箱裏的工具顯然是為最頂尖的研究者準備的。我推測，書中對“諧振子”這一基礎模型進行深入挖掘，很可能是為瞭用它來類比和解決更復雜的、具有振蕩特徵的物理係統，比如晶格振動、分子動力學中的耦閤模式，甚至可能是場論中的激發態。如果它的優化算法足夠強大，那麼它應該能夠處理那些傳統攝動論失效的強耦閤或非微擾區域。我特彆關注其在“跨尺度”信息傳遞上的處理機製——當係統在一個尺度上錶現齣集體行為，而在另一個尺度上是分離粒子時，算法是如何在兩者之間搭建橋梁而不丟失關鍵物理信息的？書中是否會詳細論述這種跨尺度插值或延拓的數學原理？如果它側重於算法效率，那麼它可能包含瞭大量關於如何利用特定的對稱性或守恒量來簡化計算的技巧，從而避免陷入高維計算的泥潭。

評分☆☆☆☆☆

這本書的氣質是內斂而深邃的，它似乎很少會使用那些引人注目的比喻或曆史迴顧，而是直接切入核心的技術難題。我預感到，它可能會包含一些關於如何處理非厄米係統或開放量子係統的新穎方法，因為這些係統的能級結構和時間演化往往比標準的哈密頓量復雜得多，也更需要精妙的優化手段來捕捉其動態細節。如果內容真的如此，那麼它可能對那些研究光與物質相互作用、或處於耗散環境中的量子信息載體的工作有直接的指導意義。我特彆留意書中是否對“優化”這一概念進行瞭嚴格的定義，究竟是指能量最小化，還是指誤差最小化，或者是尋找最優的控製序列？這種概念上的清晰度，對於構建一個可靠的算法至關重要。總而言之，這是一本麵嚮高階專業讀者的、緻力於提供計算效率和理論深度雙重提升的嚴謹論述，它追求的是精確的數值解與優美的理論結構完美結閤的境界。