Mahmoud Naderi, Mohammad Jaafar, Haydar Sarhan, Marko Pezer, Muhammad Naveed Zafar, and Manuel Mazzara
نُشرت AINA 2026
- المجموعة المستقلة العظمى
- QUBO
- التحسين الهجين الكمومي–التقليدي
- التحسين التوافقي
الملخّص
The Maximum Independent Set (MIS) problem is a fundamental NP-hard problem with widely known applications in network science, scheduling, bioinformatics, and combinatorial optimization. Recent advances in hybrid quantum–classical computing have introduced new opportunities for solving large-scale discrete optimization problems through Quadratic Unconstrained Binary Optimization (QUBO) formulations. In this work, we investigate the performance of the QDeep QonQuester Cloud platform, a secure hybrid quantum–classical optimization system, for solving MIS instances of varying scales and graph densities. We encode MIS as a QUBO problem and evaluate QDeep’s black-box solver selection mechanism, which automatically chooses between quantum, heuristic, and classical backends based on input structure. Our work highlights the strengths and limitations of hybrid QUBO-based solvers for combinatorial graph problems and provides insights for applying quantum-ready optimization tools to MIS and related NP-hard problems. The results indicate that hybrid approaches – such as QDeep – offer a practical pathway toward using quantum computing concepts for real-world optimization tasks before full-scale quantum hardware becomes widely available.
باختصار
- إيجاد أكبر مجموعة من عقد المخطط لا يربط أيّ اثنتين منها ضلع (المجموعة المستقلة العظمى) مسألة من صنف NP-hard، وتقف خلف مسائل الجدولة والشبكات والمعلوماتية الحيوية.
- تعيد الورقة صياغة المسألة بشكل QUBO، وهو الشكل الذي تقبله المحلّلات الهجينة الكمومية–التقليدية، وتشغّلها على منصة QonQuester Cloud من QDeep على مخططات بأحجام وكثافات مختلفة.
- يختار QDeep بنفسه خلفية كمومية أو استدلالية أو تقليدية بحسب بنية المدخلات، وتُظهر القياسات أين ينجح ذلك وأين يقصّر.
- المحلّلات الهجينة طريق عملي للتحسين بأسلوب كمومي على مخططات حقيقية اليوم، قبل أن تتوفر عتاديات كمومية كبيرة متسامحة مع الأخطاء.
الاستشهاد بالورقة
@inproceedings{naderi2026mis,
author = {Naderi, Mahmoud and Jaafar, Mohammad and Sarhan, Haydar and Pezer, Marko and Naveed Zafar, Muhammad and Mazzara, Manuel},
editor = {Barolli, Leonard and Seah, Winston K. G. and Woungang, Isaac},
title = {Formulation of the Maximum Independent Set Problem on {QDeep} Hybrid Solver: Benchmarking Quantum Solutions on Real-World Graphs},
booktitle = {Advanced Information Networking and Applications (AINA 2026)},
series = {Lecture Notes on Data Engineering and Communications Technologies},
volume = {295},
pages = {123--136},
publisher = {Springer},
address = {Cham},
year = {2026},
doi = {10.1007/978-3-032-23271-7_11}
}أبحاث أخرى
- Enhancing Cybersecurity Incident Response Efficiency Through Autonomous Agentic AI: Design, Implementation, and Evaluation with Wazuh SIEM١٣ آب ٢٠٢٦
CyberNet: A Scenario-Based Web Serious Game for Everyday Cybersecurity Awareness١ تموز ٢٠٢٦- Quantum Microservices: Transforming Software Architecture with Quantum Computing١٠ نيسان ٢٠٢٤