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Network separation modeling and quantum computing for developing wildfire fuelbreak strategy

delete2026-01-19
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OA
AI
S
Samuel Dent
K
Kelsey Stoddard
M
Madison Smith
A
Andrew Strelzoff
C
Christopher L. Cummings
J
Jeffrey C. Cegan
N
Nitescu, Maria *
DOI:10.1038/s44172-026-00585-9delete
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摘要

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En 中文
防火隔离带布设是火灾管理中的一个重要考量。历史上,防火隔离带的布设策略主要依赖消防管理者的经验,例如沿山脊线布设,而近期寻求正式布设策略的研究在扩展至大区域时遇到了困难。本文提出了一种基于等分图划分和量子计算的基本策略,用以高效确定布设位置。通过将划分表述为二次约束二元优化问题,D-Wave的混合量子优化工具可在秒级完成该任务。针对考察区域的结果显示,在所谓的最坏火灾情景下,存在两种替代山脊线方法的方案:一种在土地隔离均衡性上提升2.9%,同时减少76英亩的清理面积;另一种通过增加19英亩的清理面积实现12.4%的改进。在选定子区域中,D-Wave的混合求解器比SCIP求解器更快,但比CPLEX求解器慢,且在更大问题上存在提速潜力。这些发现证明了等分图划分在防火隔离带布设中的有效性,以及D-Wave混合求解器的潜力。
Keyword:
fuelbreak placement
graph partitioning
quantum computing
wildfire management
optimization
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