論文の概要: Demonstration of a Compatibility-Based Childcare Support Service using Quantum Annealing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.08520v1
• Date: Wed, 10 Sep 2025 11:57:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-11 15:16:52.412342
• Title: Demonstration of a Compatibility-Based Childcare Support Service using Quantum Annealing
• Title（参考訳）: 量子アニーリングを用いた適合性に基づく保育支援サービスの実証
• Authors: Yuuma Matsumoto, Taisei Takabayashi, Rima Sato, Rumiko Honda, Masayuki Ohzeki,
• Abstract要約: 日本では孤立育児が深刻な社会問題となっている。 親と育児経験のある高齢者コミュニティメンバーを結びつけるサービスを開発する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5872014229110214
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In contemporary Japan, isolated parenting has become a serious social issue, increasing psychological stress on parents and potentially affecting children's development. Existing childcare support services tend to focus on physical assistance, while psychological support and community connections remain insufficient. To address this gap, we developed a service that connects parents with senior community members who have parenting experience, aiming to provide psychological support and foster intergenerational exchange. Achieving high-quality matching requires considering pair compatibility, balancing supporter workload, and handling scheduling constraints, which can be formulated as a combinatorial optimization problem. We designed a matching framework using the Quadratic Unconstrained Binary Optimization (QUBO) formulation and evaluated quantum annealing (QA) against simulated annealing (SA). QA achieved higher solution quality and diversity, particularly for larger problem instances. Furthermore, a proof-of-concept field experiment conducted in Sendai City, Japan, demonstrated that the framework can generate multiple high-quality matching candidates, enabling flexible scheduling in real-world operations.
• Abstract（参考訳）: 現代日本では、孤立した育児が深刻な社会問題となり、親に対する心理的ストレスが増し、子どもの発達に影響を及ぼす可能性がある。 既存の育児支援サービスは身体的援助に重点を置いている傾向にあり、心理学的支援やコミュニティとのつながりは依然として不十分である。 このギャップに対処するため,親と育児経験のある高齢者コミュニティメンバーを結びつけるサービスを開発し,心理的支援と世代間交流の促進を目的とした。 高品質なマッチングを実現するには、ペア互換性、サポート者の作業負荷のバランス、スケジューリング制約の処理などが必要である。 擬似非拘束バイナリ最適化 (QUBO) を用いたマッチングフレームワークを設計し, 模擬アニール (SA) に対する量子アニール (QA) の評価を行った。 QAは、特に大きな問題インスタンスに対して、より高いソリューション品質と多様性を実現しました。 さらに,仙台市で行われた概念実証実験では,複数の高品質なマッチング候補を生成できることを示した。

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