The Minimum Bisection Problem is a fundamental, computationally hard graph partitioning problem with applications in parallel computing, network design, and large-scale data processing. When formulated as a Quadratic Unconstrained Binary Optimization problem for quantum annealing, solution quality depends critically on the penalty parameter that enforces balanced partitions. Selecting this parameter is problem-dependent and typically relies on manual tuning or heuristics. This paper proposes a machine learning-based approach for automatic penalty-parameter tuning developed specifically for the Minimum Bisection Problem. We first derive a graph-dependent initial penalty estimate and then use two Gradient Boosting Regressor models to predict the endpoints of an effective penalty-multiplier interval from the number of nodes, graph density, and the initial estimate. The final penalty is obtained from the predicted interval and used to construct the model solved by D-Wave's quantum annealing solvers. The models were calibrated on 607 Erdős-Rényi graphs, with Metis and Kernighan-Lin as classical references, and evaluated on 126 independently generated instances with up to 4000 nodes. Under the adopted experimental setup, the predicted penalties enabled the hybrid solver to return balanced partitions for all evaluation instances and lower cut values than Metis in every case.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
《pyramid Attention Network for Semantic Segmentation》
统计学习与视觉计算组
44+阅读 · 2018年8月30日
手把手教 | 深度学习库PyTorch(附代码)
数据派THU
27+阅读 · 2018年3月15日
干货|掌握机器学习数学基础之优化[1](重点知识)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月19日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
最新内容
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
8+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
11+阅读 · 10月15日
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
10+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
14+阅读 · 10月13日
相关VIP内容
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员