量子蟻群算法的研究及應(yīng)用.pdf

1、20世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)和人類文明取得空前發(fā)展的輝煌年代．以計(jì)算機(jī)為核心的現(xiàn)代信息處理和以數(shù)字化通信為特征的現(xiàn)代信息傳輸正在緊密地結(jié)合起來，將人類帶入到未來嶄新的信息時(shí)代。作為智能信息科學(xué)發(fā)展中有生命活力的一個(gè)研究方向，計(jì)算智能已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。近年來普遍認(rèn)為：計(jì)算智能是在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊系統(tǒng)、進(jìn)化計(jì)算三個(gè)分支發(fā)展相對成熟的基礎(chǔ)上，相互融合而形成的一種新的計(jì)算方法。事實(shí)上，“計(jì)算智能”或“智能計(jì)算”是一個(gè)內(nèi)蘊(yùn)相當(dāng)豐富的概念，長期以來，分布于

2、世界各地的計(jì)算機(jī)科研人員都在因循不同的方向、通過各異的途徑來設(shè)法接近這一概念的實(shí)質(zhì)。實(shí)際上．計(jì)算智能是一門跨越包括物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、通訊、生理學(xué)、進(jìn)化理論和心理學(xué)等學(xué)科在內(nèi)的深?yuàn)W科學(xué)。因此，引入各領(lǐng)域的有效知識對它進(jìn)行研究，就能為建立一種更統(tǒng)一的智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化方法提供基礎(chǔ)，也是計(jì)算智能一個(gè)必然的發(fā)展趨勢。本文研究了一種將蟻群算法和量子理論結(jié)合的量子蟻群算法，提出了它的理論框架，證明了其收斂性，并討論了它的應(yīng)用。理論分析和仿真

3、結(jié)果證明：量子蟻群算法是全局收斂的，且具有快速進(jìn)化求優(yōu)的能力。 本文首先描述了兩種啟發(fā)式智能優(yōu)化算法的機(jī)理，論述了量子算法和蟻群算法的模型，分別指出了兩種算法的特點(diǎn)及存在的問題。然后針對人工蟻群系統(tǒng)存在的問題，引入量子算法，將兩種算法融合，提出量子蟻群算法，以實(shí)現(xiàn)對搜索空間高效、快速的全面尋優(yōu)。在實(shí)驗(yàn)仿真中將量子蟻群算法分別應(yīng)用于求解TSP和0-1背包問題，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和其他啟發(fā)式算法進(jìn)行比較后，可以發(fā)現(xiàn)量子蟻群算法有很好的全局搜