Verso un impegno delle unità quantistico scalabile nei sistemi elettrici: tecniche di codifica e riduzione della complessità

Abstract degli autori

Questo articolo sviluppa un framework di ottimizzazione quantistica dell’impegno delle unità (UC) che sfrutta il Pauli Correlation Encoding (PCE) come tecnica di pre-elaborazione per ridurre il numero di qubit e il Sample-based Quantum Diagonalisation (SQD) come metodo ibrido di affinamento in post-elaborazione. Il problema UC viene formulato in forma binaria, quindi trasformato in un problema QUBO e mappato in una rappresentazione di Ising, adatta all’evoluzione quantistica adiabatica all’interno del framework Qibo. Lo studio analizza l’effetto delle tecniche PCE e SQD sulla scalabilità dei qubit, sullo sforzo computazionale, sulla fattibilità e sulla probabilità di recuperare la soluzione ottimale all’aumentare del numero di generatori. I risultati mostrano che il PCE riduce le dimensioni effettive del problema codificato, che l’SQD aumenta la concentrazione della probabilità sulle soluzioni fattibili e ottimali e che la loro applicazione congiunta offre le prestazioni complessive migliori in diversi casi di studio scalabili, consentendo di ottenere soluzioni più affidabili con un costo computazionale effettivo inferiore rispetto alla formulazione non ridotta. Il repository è disponibile in open source su Github (il link non è ancora disponibile finché il lavoro non sarà pubblicato. Tuttavia, se richiesto dai revisori, possiamo renderlo accessibile per un intervallo di tempo specifico, se richiesto).