観測後ビット列の復号処理の違いによる整数型遺伝子の量子ビット表現法に関する探索性能分析

飯村, 伊智郎, 森山, 賀文, 中山, 茂

Quantum-inspired Evolutionary Algorithm（QEA）やQEA based on Pair Swap（QEAPS）で用いられている量子ビット表現に基づく従来のバイナリ型遺伝子表現法の適用範囲を広げるべく，Iimuraらの先行研究では，1つの遺伝子座に対して複数個の量子ビットを割り当て，観測結果として整数値を得ることができる新たな整数型遺伝子表現法が提案されている．本研究では，Iimuraらの先行研究で取り扱われなかった，観測後ビット列の復号処理の違いによる探索性能への影響を明らかにすべく，計算機実験を行った．実験の結果，QEAおよびQEAPSにIimuraらの整数型遺伝子表現法を用いる場合，観測後ビット列の復号処理として，観測後ビット列を正準グレイコードと見なして解釈するよりも純バイナリコードと見なして解釈する方がより適していることを明らかにした．さらに，観測後ビット列を純バイナリコードと見なして解釈する整数型遺伝子表現法は，従来のバイナリ型遺伝子表現法よりも優れていることを示した．

In order to expand the conventional binary-type gene-coding method based on the quantum bit representation which is used in Quantum-inspired Evolutionary Algorithm (QEA) and QEA based on Pair Swap (QEAPS), Iimura et al. have proposed a novel integer-type gene-coding method that can obtain an integer value as an observation result by assigning multiple qubits in a gene locus. In this study, we conducted the computer simulations for clarifying the influence on search performance according to difference in decoding process of an observed bit sequence which was not described in the previous study by Iimura et al. From the experimental results, we have clarified that interpreting an observed bit sequence by regarding as the pure binary code is more suitable than interpreting it by regarding as the canonical gray code, in the decoding process of an observed bit sequence. Furthermore, we have shown that the integer-type gene-coding method to interpret an observed bit sequence by regarding as the pure binary code is superior to the conventional binary-type gene-coding method.

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