Loading...

Quantum Modeling of Dynamic Ride-sharing Problem: Development of Quantum Solution Methodologies

Amani Bani, Erfan | 2025

0 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 58182 (01)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Industrial Engineering
  6. Advisor(s): Eshghi, Kourosh
  7. Abstract:
  8. Mathematical modeling and the subsequent development of optimization algorithms for problems have been the core focus of operations research scientists. However, the challenges of solving complex models within an acceptable time frame have consistently fostered creativity in this field. Quantum computing has been proposed as an alternative to binary computing for several decades. In recent years, scientists and researchers in operations research have paid significant attention to utilizing and integrating this logic with optimization. Specifically, quantum variants of many optimization algorithms have been developed; however, more focus needs to be placed on modeling optimization problems using quantum variables. In this thesis, a practical problem, the dynamic ride-sharing problem, is redefined and subsequently modeled using quantum variables. The resulting model, defined based on quantum variables, is fully compatible with quantum algorithms. Furthermore, various quantum algorithms have been developed to solve this problem. Finally, the results of solving different instances of the problem in the quantum setting are compared with those obtained using binary computing, and the superiority of the quantum model in solving the problem faster is statistically demonstrated
  9. Keywords:
  10. Quantum Computation ; Benders Decomposition ; Quantum Algorithm ; Dynamic Ride-Sharing Problem ; Quantum Optimization

 Digital Object List

 Bookmark

  • مقدمه
    • تعریف مسئله
    • نوآوری‌های پایان‌نامه
    • ساختار پایان‌نامه
  • مرور ادبیات
    • مروری بر ادبیات مسائل اشتراک‌گذاری سفر
      • مدل‌سازی‌های اولیه مسائل اشتراک‌گذاری سفر
      • ادغام فناوری و پیشرفت‌های الگوریتمی اولیه
      • دسته‌بندی ادبیات و مقالات مروری
      • مسائل پویا و کارایی محاسباتی
      • پیشرفت در روش‌های حل
      • بهبود‌های علمی، توسعه‌های اخیر و چشم‌انداز آینده
    • مروری بر ادبیات محاسبات کوانتومی
      • از شکل‌گیری تا توسعه الگوریتم‌ها
      • الگوریتم‌های بهینه‌سازی کوانتومی
      • الگوریتم‌های بهینه‌سازی کوانتومی در مسئله مسیریابی خودرو
  • محاسبات کوانتومی
    • یک کیوبیت
      • حالت کوانتومی
      • گیت کوانتومی
    • چند کیوبیت
      • کیوبیت‌های درهم‌تنیده
      • گیت‌های کوانتومی برای دو کیوبیت
      • تقویت قوه‌های احتمالی
    • از مدارها تا الگوریتم‌های کوانتومی
      • الگوریتم‌های کلاسیک
      • الگوریتم‌های کوانتومی
  • مدل‌سازی کوانتومی مسئله اشتراک‌گذاری سفر پویا
    • مدل‌سازی کلاسیک از مسئله
    • مدل‌سازی کوانتومی مسئله
  • روش‌های حل
    • تجزیه بندرز
    • حل مسئله اصلی با الگوریتم چندبذری تقویت‌شده با گروور
      • استخراج پایه گروور
      • مراحل الگوریتم چندبذری تقویت‌شده با پایه گروور
    • حل مسئله اصلی با الگوریتم بهینه‌سازی تقریبی کوانتومی
      • مراحل الگوریتم بهینه‌سازی تقریبی کوانتومی
    • الگوریتم تجزیه بندرز با الهام از کوانتوم
  • نتایج
    • تحلیل پیچیدگی محاسباتی الگوریتم‌های ارائه شده
    • مثال عددی کوچک از مسئله اشتراک‌گذاری سفر
    • مثال عددی تصادفی از مسئله
  • نتیجه‌گیری
  • مراجع
  • واژه‌نامه
  • مطالب تکمیلی
    • الگوریتم دویچ–جوزا
    • تبدیل مسئله بهینه‌سازی به مسئله محدب نامقید درجه دوم
    • ضرب تنسوری
    • توضیح نماد دیراک (Dirac Notation)
    • الگوریتم بهینه‌سازی محدودیت مبتنی بر تقریب خطی
...see more