Quantum Algorithm Design and Its Implementation for Solving Test Sheet Composition Optimization Using a Quantum Annealing Approach

doi:10.1109/TLT.2025.3604522

Quantum Algorithm Design and Its Implementation for Solving Test Sheet Composition Optimization Using a Quantum Annealing Approach

2025-01-01

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DOI：10.1109/TLT.2025.3604522

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在测试系统中，项目反应理论是一种广泛用于精确合成用户响应信息的模型。然而，与经典测试理论方法相比，它带来了更高的计算负担并增加了系统设计复杂性。量子计算已展现出缓解这些计算挑战的潜力。目前，通用型量子计算机仍处于相对早期的开发阶段。然而，已设计出专用型量子计算架构以解决组合优化问题，吸引了各领域的广泛关注。这些系统能够使研究人员以减少的计算时间解决领域特定的优化问题。据我们所知，量子计算在教育技术领域尚未有应用被提出。因此，本研究旨在设计一种量子二次无约束二进制优化公式，用于优化试卷组成。所提出的模型可实现在实际的量子伊辛机（或用于更大比特使用的数字量子伊辛机）上，以评估系统效率。模拟结果表明，所提出的方法在计算效率方面优于传统方法，包括遗传算法和粒子群优化算法。

Keyword:

Item response theory (IRT)

quadratic unconstrained binary optimization (QUBO)

quantum computing

test sheet composition

Quantum Algorithm Design and Its Implementation for Solving Test Sheet Composition Optimization Using a Quantum Annealing Approach

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