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A Fully-Connected Ising Model Embedding Method and Its Evaluation for CMOS Annealing Machines Une méthode d'intégration de modèle Ising entièrement connectée et son évaluation pour les machines de recuit CMOS

Daisuke OKU, Kotaro TERADA, Masato HAYASHI, Masanao YAMAOKA, Shu TANAKA, Nozomu TOGAWA

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Résumé:

Les problèmes d’optimisation combinatoire avec un grand espace de solutions sont difficiles à résoudre uniquement à l’aide d’ordinateurs de von Neumann. Des machines d'Ising ou de recuit ont été développées pour résoudre ces problèmes en tant qu'ordinateur prometteur Non-von Neumann. Afin d'utiliser ces machines de recuit, chaque problème d'optimisation combinatoire est mappé sur le physique Modèle Ising, qui consiste en des spins, des interactions entre eux et de leurs champs magnétiques externes. Ensuite, les machines de recuit fonctionnent de manière à rechercher l'état fondamental du modèle physique d'Ising, qui correspond à la solution optimale du problème d'optimisation combinatoire original. Un problème d'optimisation combinatoire peut être d'abord décrit par un modèle d'Ising idéal entièrement connecté, mais il est très difficile de l'intégrer à la topologie du modèle d'Ising physique d'une machine de recuit particulière, ce qui pose l'un des problèmes les plus importants dans les machines de recuit. Dans cet article, nous proposons une méthode d'intégration de modèle Ising entièrement connectée ciblant la machine de recuit CMOS. L'idée clé est que la méthode proposée reproduit chaque spin logique dans un modèle d'Ising entièrement connecté et intègre chaque spin logique dans les spins physiques avec la même longueur de chaîne. Les résultats expérimentaux à travers un problème combinatoire réel montrent que la méthode proposée obtient des plongements de spin supérieurs à la méthode standard de facto conventionnelle, en termes de temps d'intégration et de probabilité d'obtention d'une solution réalisable.

Publication
IEICE TRANSACTIONS on Information Vol.E102-D No.9 pp.1696-1706
Date de publication
2019/09/01
Publicisé
2019/06/10
ISSN en ligne
1745-1361
DOI
10.1587/transinf.2018EDP7411
Type de manuscrit
PAPER
Catégories
Fondamentaux des Systèmes d'Information

Auteurs

Daisuke OKU
  Waseda University
Kotaro TERADA
  Waseda University
Masato HAYASHI
  Hitachi, Ltd.
Masanao YAMAOKA
  Hitachi, Ltd.
Shu TANAKA
  Waseda University,Japan Science and Technology Agency
Nozomu TOGAWA
  Waseda University

Mots-clés

Table des matières