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A violação de direitos autorais é passível de sanções civis e penais.
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Coleção Digital
Título: PROGRAMAÇÃO GENÉTICA LINEAR COM INSPIRAÇÃO QUÂNTICA Autor: DOUGLAS MOTA DIAS
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):
MARCO AURELIO CAVALCANTI PACHECO - ORIENTADOR
Nº do Conteudo: 17544
Catalogação: 26/05/2011 Liberação: 26/05/2011 Idioma(s): PORTUGUÊS - BRASIL
Tipo: TEXTO Subtipo: TESE
Natureza: PUBLICAÇÃO ACADÊMICA
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&idi=1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=17544&idi=2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.17544
Resumo:
Título: PROGRAMAÇÃO GENÉTICA LINEAR COM INSPIRAÇÃO QUÂNTICA Autor: DOUGLAS MOTA DIAS
Nº do Conteudo: 17544
Catalogação: 26/05/2011 Liberação: 26/05/2011 Idioma(s): PORTUGUÊS - BRASIL
Tipo: TEXTO Subtipo: TESE
Natureza: PUBLICAÇÃO ACADÊMICA
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&idi=1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=17544&idi=2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.17544
Resumo:
A superioridade de desempenho dos algoritmos quânticos, em alguns problemas
específicos, reside no uso direto de fenômenos da mecânica quântica para
realizar operações com dados em computadores quânticos. Esta característica fez
surgir uma nova abordagem, denominada Computação com Inspiração Quântica,
cujo objetivo é criar algoritmos clássicos (executados em computadores clássicos)
que tirem proveito de princípios da mecânica quântica para melhorar seu desempenho.
Neste sentido, alguns algoritmos evolutivos com inspiração quântica tem
sido propostos e aplicados com sucesso em problemas de otimização combinatória
e numérica, apresentando desempenho superior àquele dos algoritmos evolutivos
convencionais, quanto à melhoria da qualidade das soluções e à redução do número
de avaliações necessárias para alcançá-las. Até o presente momento, no entanto,
este novo paradigma de inspiração quântica ainda não havia sido aplicado à Programação
Genética (PG), uma classe de algoritmos evolutivos que visa à síntese automática
de programas de computador. Esta tese propõe, desenvolve e testa um novo
modelo de algoritmo evolutivo com inspiração quântica, denominado Programação
Genética Linear com Inspiração Quântica (PGLIQ), para a evolução de programas
em código de máquina. A Programação Genética Linear é assim denominada
porque cada um dos seus indivíduos é representado por uma lista de instruções (estruturas
lineares), as quais são executadas sequencialmente. As contribuições deste
trabalho são o estudo e a formulação inédita do uso do paradigma da inspiração
quântica na síntese evolutiva de programas de computador. Uma das motivações
para a opção pela evolução de programas em código de máquina é que esta é a
abordagem de PG que, por oferecer a maior velocidade de execução, viabiliza experimentos
em larga escala. O modelo proposto é inspirado em sistemas quânticos
multiníveis e utiliza o qudit como unidade básica de informação quântica, o qual
representa a superposição dos estados de um sistema deste tipo. O funcionamento
do modelo se baseia em indivíduos quânticos, que representam a superposição de
todos os programas do espaço de busca, cuja observação gera indivíduos clássicos
e os programas (soluções). Nos testes são utilizados problemas de regressão simbólica
e de classificação binária para se avaliar o desempenho da PGLIQ e compará-lo
com o do modelo AIMGP (Automatic Induction of Machine Code by Genetic Programming),
considerado atualmente o modelo de PG mais eficiente na evolução de
código de máquina, conforme citado em inúmeras referências bibliográficas na área.
Os resultados mostram que a Programação Genética Linear com Inspiração Quântica
(PGLIQ) apresenta desempenho geral superior nestas classes de problemas, ao
encontrar melhores soluções (menores erros) a partir de um número menor de avaliações,
com a vantagem adicional de utilizar um número menor de parâmetros e
operadores que o modelo de referência. Nos testes comparativos, o modelo mostra
desempenho médio superior ao do modelo de referência para todos os estudos
de caso, obtendo erros de 3 a 31% menores nos problemas de regressão simbólica,
e de 36 a 39% nos problemas de classificação binária. Esta pesquisa conclui que
o paradigma da inspiração quântica pode ser uma abordagem competitiva para se
evoluir programas eficientemente, encorajando o aprimoramento e a extensão do
modelo aqui apresentado, assim como a criação de outros modelos de programação
genética com inspiração quântica.
Descrição | Arquivo |
CAPA, AGRADECIMENTOS, RESUMO, ABSTRACT, SUMÁRIO E LISTAS | |
CAPÍTULO 1 | |
CAPÍTULO 2 | |
CAPÍTULO 3 | |
CAPÍTULO 4 | |
CAPÍTULO 5 | |
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS E ANEXO |