Skip to main content

2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

Multi-scale Quantum Harmonic Oscillator Algorithm with Individual Stabilization Strategy

verfasst von : Peng Wang, Bo Li, Jin Jin, Lei Mu, Gang Xin, Yan Huang, XingGui Ye

Erschienen in: Advances in Swarm Intelligence

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Multi-scale quantum harmonic oscillator algorithm (MQHOA) is a novel global optimization algorithm inspired by wave function of quantum mechanics. In this paper, a MQHOA with individual stabilization strategy (IS-MQHOA) is proposed utilizing the individual steady criterion instead of the group statistics. The proposed strategy is more rigorous for the particles in the energy level stabilization process. A more efficient search takes place in the search space made by the particles and improves the exploration ability and the robustness of the algorithm. To verify its performance, numerical experiments are conducted to compare the proposed algorithm with the state-of-the-art SPSO2011 and QPSO. The experimental results show the superiority of the proposed approach on benchmark functions.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Kirkpatrick, S.: Optimization by simulated annealing: quantitative studies. J. Stat. Phys. 34(5–6), 975–986 (1984)MathSciNetCrossRef Kirkpatrick, S.: Optimization by simulated annealing: quantitative studies. J. Stat. Phys. 34(5–6), 975–986 (1984)MathSciNetCrossRef
2.
Zurück zum Zitat Holland, J.H.: Erratum: genetic algorithms and the optimal allocation of trials. SIAM. J. Sci. Comput. 2(2), 88–105 (1973)CrossRef Holland, J.H.: Erratum: genetic algorithms and the optimal allocation of trials. SIAM. J. Sci. Comput. 2(2), 88–105 (1973)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Dorigo, M., Maniezzo, V., Colorni, A.: Ant system: optimization by a colony of cooperating agents. IEEE Trans. Syst. Man. Cybern. A. 26(1), 29–41 (1995)CrossRef Dorigo, M., Maniezzo, V., Colorni, A.: Ant system: optimization by a colony of cooperating agents. IEEE Trans. Syst. Man. Cybern. A. 26(1), 29–41 (1995)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Kennedy, J., Eberhart, R.: Particle swarm optimization. In: IEEE ICNS 1995, vol. 4, pp. 1942–1948 (2002) Kennedy, J., Eberhart, R.: Particle swarm optimization. In: IEEE ICNS 1995, vol. 4, pp. 1942–1948 (2002)
5.
Zurück zum Zitat Li, J., Tan, Y.: Loser-out tournament based fireworks algorithm for multi-modal function optimization. IEEE Trans. Evol. Comput. PP(99), 1 (2017) Li, J., Tan, Y.: Loser-out tournament based fireworks algorithm for multi-modal function optimization. IEEE Trans. Evol. Comput. PP(99), 1 (2017)
6.
Zurück zum Zitat Tan, Y., Zhu, Y.: Fireworks algorithm for optimization. In: ICSI, pp. 355–364 (2010) Tan, Y., Zhu, Y.: Fireworks algorithm for optimization. In: ICSI, pp. 355–364 (2010)
7.
Zurück zum Zitat Shi, Y.: Brain storm optimization algorithm. In: ICSI, pp. 303–309 (2011) Shi, Y.: Brain storm optimization algorithm. In: ICSI, pp. 303–309 (2011)
8.
Zurück zum Zitat Chuang, I.L., Vandersypen, L.M., Zhou, X., et al.: Experimental realization of a quantum algorithm. Nature 393(6681), 143–146 (1998)CrossRef Chuang, I.L., Vandersypen, L.M., Zhou, X., et al.: Experimental realization of a quantum algorithm. Nature 393(6681), 143–146 (1998)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Finnila, A.B., Gomez, M.A., Sebenik, C., Stenson, C., Doll, J.D.: Quantum annealing: a new method for minimizing multidimensional functions. Chem. Phys. Lett. 219(5–6), 343–348 (1994)CrossRef Finnila, A.B., Gomez, M.A., Sebenik, C., Stenson, C., Doll, J.D.: Quantum annealing: a new method for minimizing multidimensional functions. Chem. Phys. Lett. 219(5–6), 343–348 (1994)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Han, K.H.: Quantum-inspired evolutionary algorithm for a class of combinatorial optimization. IEEE Trans. Evol. Comput. 6(7), 580–593 (2002)CrossRef Han, K.H.: Quantum-inspired evolutionary algorithm for a class of combinatorial optimization. IEEE Trans. Evol. Comput. 6(7), 580–593 (2002)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Rylander, B., Soule, T., Foster, J.A., et al.: Quantum genetic algorithms. In: GECCO, p. 373 (2000) Rylander, B., Soule, T., Foster, J.A., et al.: Quantum genetic algorithms. In: GECCO, p. 373 (2000)
12.
Zurück zum Zitat Draa, A., Batouche, M., Talbi, H.: A quantum-inspired differential evolution algorithm for rigid image registration. In: ICCI 2004, pp. 408–411 (2004) Draa, A., Batouche, M., Talbi, H.: A quantum-inspired differential evolution algorithm for rigid image registration. In: ICCI 2004, pp. 408–411 (2004)
13.
Zurück zum Zitat Sun, J., Xu, W., Feng, B.: A global search strategy of quantum-behaved particle swarm optimization. In: IEEE CIS, vol. 1, pp. 111–116 (2004) Sun, J., Xu, W., Feng, B.: A global search strategy of quantum-behaved particle swarm optimization. In: IEEE CIS, vol. 1, pp. 111–116 (2004)
14.
Zurück zum Zitat Wang, P., Huang, Y., Ren, C., et al.: Multi-scale quantum harmonic oscillator for high-dimensional function global optimization algorithm. Chin. J. Electron. 41(12), 2468–2473 (2013) Wang, P., Huang, Y., Ren, C., et al.: Multi-scale quantum harmonic oscillator for high-dimensional function global optimization algorithm. Chin. J. Electron. 41(12), 2468–2473 (2013)
15.
Zurück zum Zitat Wang, P.C., Wang, P.C., Qian, X.: Simulated harmonic oscillator algorithm and its global convergence analysis. Comput. Eng. 39(3), 209–212 (2013) Wang, P.C., Wang, P.C., Qian, X.: Simulated harmonic oscillator algorithm and its global convergence analysis. Comput. Eng. 39(3), 209–212 (2013)
16.
Zurück zum Zitat Zj, L., Jx, A., Wang, P.: Partition-based MQHOA for multimodal optimization. Acta Automatica Sinica 42(2), 235–245 (2015) Zj, L., Jx, A., Wang, P.: Partition-based MQHOA for multimodal optimization. Acta Automatica Sinica 42(2), 235–245 (2015)
17.
Zurück zum Zitat Wang, P., Huang, Y.: Physical model of multi-scale quantum harmonic oscillator optimization algorithm. J. Front. Comput. Sci. Chi. 1271–1280 (2015) Wang, P., Huang, Y.: Physical model of multi-scale quantum harmonic oscillator optimization algorithm. J. Front. Comput. Sci. Chi. 1271–1280 (2015)
18.
Zurück zum Zitat Haitao, Y., Wang, P., Zi, L.: Optimized k-means clustering algorithm based on simulated harmonic oscillator. Comput. Eng. Appl. 48(30), 122–127 (2012) Haitao, Y., Wang, P., Zi, L.: Optimized k-means clustering algorithm based on simulated harmonic oscillator. Comput. Eng. Appl. 48(30), 122–127 (2012)
19.
Zurück zum Zitat Mu, L., Qu, X., Wang, P.: Application of multi-scale quantum harmonic oscillator algorithm for multifactor task allocation problem in WSANs. In: ICIVC, pp. 1004–1009 (2017) Mu, L., Qu, X., Wang, P.: Application of multi-scale quantum harmonic oscillator algorithm for multifactor task allocation problem in WSANs. In: ICIVC, pp. 1004–1009 (2017)
20.
Zurück zum Zitat Wang, P., Huang, Y.: MQHOA algorithm with energy level stabilizing process. J. Commun. 37(7), 79–86 (2016) Wang, P., Huang, Y.: MQHOA algorithm with energy level stabilizing process. J. Commun. 37(7), 79–86 (2016)
21.
Zurück zum Zitat Lorenzo, S., Giuseppe, E.S., Erio, T.: Optimization by quantum annealing: lessons from simple cases. Phys. Rev. B. 72(1), 014303 (2005) Lorenzo, S., Giuseppe, E.S., Erio, T.: Optimization by quantum annealing: lessons from simple cases. Phys. Rev. B. 72(1), 014303 (2005)
Metadaten
Titel
Multi-scale Quantum Harmonic Oscillator Algorithm with Individual Stabilization Strategy
verfasst von
Peng Wang
Bo Li
Jin Jin
Lei Mu
Gang Xin
Yan Huang
XingGui Ye
Copyright-Jahr
2018
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-93815-8_59

Premium Partner