本帖最后由 活动小助手 于 2024-11-27 11:44 编辑
第四期采访专栏来啦!本期我们邀请到了来自天津大学的银奖团队，让我们一起来看看这支队伍是如何充分发挥“分而治之”的思想，有效获得大规模问题的最优解吧!
一、采访团队简介
团队由天津大学管理与经济学部管理科学与工程专业研究生付博和钟梁组成，在量子计算与数学建模领域有出色的表现。她们曾获2023年第十三届 APMCM 亚太地区大学生数学建模竞赛【分赛道】之五岳杯量子计算数学建模挑战赛复赛一等奖、全国总决赛银奖；2024年第十四届 APMCM 亚太地区大学生数学建模竞赛(中文赛项)二等奖。
团队指导老师是信息管理与管理科学系的副研究员孙鹏，他在优化模型构建与优化算法开发方面拥有丰富的经验，已在国内外知名期刊上发表论文10篇，其中包括4篇以第一作者或通讯作者身份发表于运筹优化和交通运输类顶级期刊TRB、TRE、EJOR和IPR上的文章。孙鹏老师在量子优化方向的研究与实践也取得了显著进展，他曾指导的研究生和本科生团队在APMCM量子计算数学建模挑战赛中屡获佳绩，包括2023年指导的两组学生分别荣获一等奖并入围2024年首届APMCM五岳杯量子计算挑战赛，最终获得银奖和铜奖，孙鹏老师也因此荣获优秀指导教师奖。此外，他还参加了2024年第十四届MathorCup数学应用挑战赛，并在量子计算方向的赛题中荣获教师组一等奖。孙鹏老师的研究专长涵盖路径规划、组合优化、随机优化以及精确算法与启发式算法的开发。
图1 团队合照
二、获奖作品简介
图2 获奖作品名称
在实际应用中，随着光网络的结构越来越庞大复杂，大规模故障发生的可能性也会随之增加，带来严重的社会影响和经济损失。对此，团队考虑在单链路故障情况下，使用1:1专用路径保护机制有效地解决静态路由和波长分配(RWA)问题，从而减少风险。为了实现这一目标，团队首先将问题转化为整数规划模型。然后将其转化为二次无约束二值优化(QUBO)模型进行求解。在实验求解过程中，团队尝试直接使用Kaiwu SDK进行求解，发现问题求解的规模有限，为解决规模受限问题，团队参考已有文献资料，尝试将照A问题转化为分区图着色问题(Partition Coloring Problem:PCP)，将光网络转化为路径冲突图，在原有模型的基础上，重新建模求解。在求解过程中，通过构建Maximm Weighted Independent Set(MWIS)，并将之转化为QUBO的形式，利用Branch-and-Price算法，尝试解决更大规模的光网络问题。在整个过程中，团队强调使用“分而治之”的方法来分解大规模问题，思考如何更加有效地获得最优解。
图3 研究思路
三、精彩问题节选
Q：您参加比赛的原因是什么?
A：我们进入了研究生阶段之后了解到了量子计算来求解组合优化问题的新趋势，就进行了相关内容的学习，并且考虑把他作为研究生阶段后期的研究方向。在这个学习的过程中了解到的比赛，就选择了参加。
Q：您报名参加比赛之后，如何为这个比赛做的准备?
A：我们主要是通过玻色提供的指导视频去下载 KaiwuSDK，在赛前我们也阅读一些关于量子计算以及组合优化相关的文献，从而了解经典的组合优化问题和建模知识。
Q：在整个比赛过程中您的时间是怎么安排的?
A：我记得当时第一问是比较容易的,在拿到题目的第一天就很快搞定了，第二问的时候遇到了一些困难，就熬了几个大夜，跟老师讨论具体的那个思路是怎么求解的。
Q：在比赛过程中遇到比较难以克服的困难，怎样能够保持一个积极的心态去解决问题?
A：一方面要规划好时间来设立一些短期的目标，要根据时间来去调整自己的方案，如果说时间不够的话，就先优先做出来一个保底的方案，然后再用剩下的时间去锦上添花，就是能做出来多少就做出来多少。还有我们队友之间就合理分工，大家互相帮助，遇到问题就一起想办法去解决它。
图 4 团队参赛过程图片
结语
遇到困难积极寻求解决问题的办法，相信你也能找到属于你的“分而治之”解法!
我们欢迎更多同学参与到这项竞赛当中，展现才华与热情，勇敢追逐科技梦想，探索量子计算的无限可能!
或许，下一个站在领奖台上的，就是你!
点击此处报名参赛
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