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《基于量子遗传算法的盲源分离算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第24卷第8期小型微型计算机系统Vol.24No.82003年8月MINI-MICROSYSTEMSAug.2003基于量子遗传算法的盲源分离算法研究1,2112杨俊安,李斌,庄镇泉,钟子发1(中国科学技术大学电子科学与技术系,安徽合肥230026)2(解放军电子工程学院,安徽合肥230037)摘要:在改进遗传量子算法的基础上,提出了一种新的量子遗传算法并从理论上证明了算法的全局收剑性.提出了基于量子遗传算法与独立分量分析算法相结合的盲源分离新算法.仿真结果表明:新方法比采用常规遗传算法的盲源分离方法具有明显的高效性.关键词:量子计算;遗传算法;量子遗传算法;独立分量分
2、析;盲源分离中图分类号:TP301文献标识码:A文章编号:1000-1220(2003)08-1518-06QuantumGeneticAlgorithmanditsApplicationResearchinBlindSourceSeparationYANGJun-an1,2,LIBin1,ZHUANGZhen-quan1,ZHONGZi-fa21(DepartmentofElectronicScience&Technology,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230026,China)2(Instituteof
3、ElectronicEngineeringPLA,Hefei230037,China)Abstract:AnovelQuantumGeneticAlgorithm(QGA)isproposedbasedontheimprovementtoHan'sGeneticQuan-tumAlgorithm(GQA).AnewBlindsourceseparationmethodbasedonQGAandIndependentComponentAnalysis(ICA)isputforward.Thesimulationresultshowsthattheeffectofthene
4、wmethodishigherthanthatofConven-tionalGeneticAlgorithm(CGA)obviously.Keywords:quantumcomputation;geneticalgorithm;quantumgeneticalgorithm;independentcomponentanalysis;blindsourceseparation二十世纪八十年代初Benioff和Feynman提出了量子计量子遗传算法建立在量子的态矢量表达基础上,将量子算的概念.量子计算利用了量子理论中有关量子态的叠加、纠比特的几率幅表示应用于染色体的编码,使
5、得一条染色体可缠和干涉等特性,通过量子并行计算有可能解决经典计算中以表达多个态的叠加,并利用量子旋转门实现染色体的更新的NP问题.特别是在Grover提出随机数据库搜索的量子算操作,引入量子交叉和量子变异克服早熟收敛现象,从而实现法和Shor提出分解大数质因子的量子算法之后,量子计算以了目标的优化求解.其独特的计算性能引起了广泛瞩目,迅速成为研究的热点.1.1量子比特编码2000年,Han〔1〕等提出遗传量子算法(GeneticQuantumAlgo-在量子计算机中,充当信息存储单元的物理介质是一个rithm,GQA),该算法利用量子的态矢量表述和量子旋转门双态量子系统
6、,称为量子比特(qubit).量子比特与经典位不操作,但该算法主要用来解决0-1背包问题,通用性不强,效同就在于它可以同时处在两个量子态的迭加态中,所以一个率也有待提高.本文对该算法进行改进,提出一种新的量子遗量子比特可同时包含态û0>和û1>的信息.在量子遗传算法中,采用量子比特来存储和表达一个基传算法(QuantumGeneticAlgorithm,QGA).并从理论上证明了算法的全局收剑性.算法采用多状态基因量子比特编码因.该基因可以为“0”态或“1”态,或它们的任意叠加态,即该基因所表达的不再是某一确定的信息,而是包含所有可能的方式和通用的量子旋转门策略,采用动
7、态调整旋转角机制,并信息,对该基因的任一操作也会同时作用于所有可能的信息.引入量子交叉操作,利用量子非门实现量子变异,避免了早熟文献〔1〕求解0-1背包问题,每一个基因只有“0”、“1”两收敛.本文同时提出了一种基于QGA和独立分量分析(Inde-种状态,问题较简单.而在其他许多问题求解中,每个基因可pendentComponentAnalysis,ICA)的盲源分离新算法.与采能存在多个状态,因而〔1〕的编码方案不具备通用性.解决的用常规遗传算法(ConventionalGeneticAlgorithm,CGA)的盲源分离方法相比〔2〕
