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专利号: 2021109992144
申请人: 重庆理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于离散时间量子游走的多域网络社区发现方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,将网络节点看作游走粒子,并编码粒子同时构造粒子游走空间;

S2,根据编码的粒子状态设计硬币态的量子置换电路;

S3,根据不同的硬币状态,移位算子对粒子执行若干步的量子游走;

S4,根据对量子态的测量结果选择对应的更新规则来移动节点,随着不断更新迭代,节点在空间中自动地优化社区结构;

S5,输出最终社区结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于离散时间量子游走的多域网络社区发现方法,其特征在于,所述编码粒子包括:

节点空间Gi中有kn个节点连接到节点vn,节点vn的度为kn,N表示网络Gi中的节点数量,那么对于硬币寄存器,需要log2k个量子比特,对于状态寄存器,需要log2N个量子比特;

对于没有连接满的节点,添加自环补充使得节点度为节点空间中的最大度数。

3.根据权利要求1所述的一种基于离散时间量子游走的多域网络社区发现方法,其特征在于,所述粒子游走空间包括:希尔伯特空间:

其中HP为位置希尔伯特空间,HC为硬币希尔伯特空间;

HC={|ek>:k=1,2,...,N},HP={|k>:k=1,2,...,N},其中|ek>表示位置空间中边量子态,|k>表示硬币空间中节点量子态,k表示节点序,N表示网络Gi中的节点数量。

4.根据权利要求1所述的一种基于离散时间量子游走的多域网络社区发现方法,其特征在于,所述量子游走包括:

量子随机游走的基本状态定义为右矢|x,c>中带标签的有序对,|x,c>表示位置和硬币状态的量子态,x表示位置,c表示硬币状态;

在每个时间步上,根据硬币算子的输出,条件移位算子对游走者进行移位;

硬币算子对游走者的硬币状态进行叠加,然后条件移位算子基于硬币状态将游走者移位至实际位置。

5.根据权利要求1所述的一种基于离散时间量子游走的多域网络社区发现方法,其特征在于,所述量子置换电路包括:单量子位量子门NOT门、多量子位门CNOT门、Toffoli门之一或者任意组合。

6.根据权利要求1所述的一种基于离散时间量子游走的多域网络社区发现方法,其特征在于,所述更新规则包括:

S‑A,设置一个阈值ξ来合并更新社区,ξ=w,ξ∈R,表示每个社区至少包含w个节点,其中R表示实数域;

S‑B,根据节点的概率分布值pi将节点分组到不同的社区j=0,1,2,...,m,m为正整数;

S‑C,计算pi的平均值: 其中N表示网络Gi中的节点数量;

S‑D,对社区重新划分直至满足阈值;

S‑E,得到重新划分的社区。