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A violação de direitos autorais é passível de sanções civis e penais.
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Coleção Digital
Título: QUANTUM-INSPIRED LINEAR GENETIC PROGRAMMING Autor: DOUGLAS MOTA DIAS
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):
MARCO AURELIO CAVALCANTI PACHECO - ADVISOR
Nº do Conteudo: 17544
Catalogação: 26/05/2011 Liberação: 26/05/2011 Idioma(s): PORTUGUESE - BRAZIL
Tipo: TEXT Subtipo: THESIS
Natureza: SCHOLARLY PUBLICATION
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=17544@1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=17544@2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.17544
Resumo:
Título: QUANTUM-INSPIRED LINEAR GENETIC PROGRAMMING Autor: DOUGLAS MOTA DIAS
Nº do Conteudo: 17544
Catalogação: 26/05/2011 Liberação: 26/05/2011 Idioma(s): PORTUGUESE - BRAZIL
Tipo: TEXT Subtipo: THESIS
Natureza: SCHOLARLY PUBLICATION
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=17544@1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=17544@2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.17544
Resumo:
The superior performance of quantum algorithms in some specific problems
lies in the direct use of quantum mechanics phenomena to perform operations with
data on quantum computers. This feature has originated a new approach, named
Quantum-Inspired Computing, whose goal is to create classic algorithms (running
on classical computers) that take advantage of quantum mechanics principles to
improve their performance. In this sense, some quantum-inspired evolutionary algorithms
have been proposed and successfully applied in combinatorial and numerical
optimization problems, presenting a superior performance to that of conventional
evolutionary algorithms, by improving the quality of solutions and reducing
the number of evaluations needed to achieve them. To date, however, this
new paradigm of quantum inspiration had not yet been applied to Genetic Programming
(GP), a class of evolutionary algorithms that aims the automatic synthesis
of computer programs. This thesis proposes, develops and tests a novel model of
quantum-inspired evolutionary algorithm named Quantum-Inspired Linear Genetic
Programming (QILGP) for the evolution of machine code programs. Linear Genetic
Programming is so named because each of its individuals is represented by a list of
instructions (linear structures), which are sequentially executed. The contributions
of this work are the study and formulation of the novel use of quantum inspiration
paradigm on evolutionary synthesis of computer programs. One of the motivations
for choosing by the evolution of machine code programs is because this is the GP
approach that, by offering the highest speed of execution, makes feasible large-scale
experiments. The proposed model is inspired on multi-level quantum systems and
uses the qudit as the basic unit of quantum information, which represents the superposition
of states of such a system. The model’s operation is based on quantum individuals,
which represent a superposition of all programs of the search space, whose
observation leads to classical individuals and programs (solutions). The tests use
symbolic regression and binary classification problems to evaluate the performance
of QILGP and compare it with the AIMGP model (Automatic Induction of Machine
Code by Genetic Programming), which is currently considered the most efficient GP
model to evolve machine code, as cited in numerous references in this field. The results
show that Quantum-Inspired Linear Genetic Programming (QILGP) presents
superior overall performance in these classes of problems, by achieving better solutions
(smallest error) from a smaller number of evaluations, with the additional
advantage of using a smaller number of parameters and operators that the reference model. In comparative tests, the model shows average performance higher than that
of the reference model for all case studies, achieving errors 3-31% lower in the
problems of symbolic regression, and 36-39% in the binary classification problems.
This research concludes that the quantum inspiration paradigm can be a competitive
approach to efficiently evolve programs, encouraging the improvement and
extension of the model presented here, as well as the creation of other models of
quantum-inspired genetic programming.
Descrição | Arquivo |
COVER, ACKNOWLEDGEMENTS, RESUMO, ABSTRACT, SUMMARY AND LISTS | |
CHAPTER 1 | |
CHAPTER 2 | |
CHAPTER 3 | |
CHAPTER 4 | |
CHAPTER 5 | |
REFERENCES AND ANNEX |