Modelos QUBO para el problema de apilamiento FIFO y evaluación experimental en un enfriador cuántico

Resumen El recocido cuántico se ha aplicado a problemas de optimización combinatoria en los últimos años. En este artículo estudiamos la posibilidad de utilizar el recocido cuántico para resolver el problema combinatorio de apilamiento FIFO, donde los contenedores deben ser apilados desde una cinta transportadora sobre palets. El problema es NP-difícil y se puede resolver utilizando enfoques de programación lineal. Desarrollamos dos funciones objetivo QUBO (optimización binaria cuadrática no restringida) basadas en una solución de apilamiento de contenedores y una solución de apilamiento de palets para este problema, adecuadas para un enfriador cuántico. Se minimizó el número de variables para aumentar el rendimiento y se discutió su dependencia del número de contenedores y palets. Se estudiaron los rendimientos de ambos métodos para varios tamaños pequeños de problemas en un enfriador cuántico D-Wave. Encontramos que solo se pudieron resolver instancias pequeñas y examinamos los términos de las formulaciones QUBO, que hacen que el enfriador cuántico falle para tamaños de problema más grandes. Además, comparamos los resultados con el rendimiento de una computadora clásica utilizando las mismas formulaciones QUBO.