エッジで組み合わせ最適化問題を高速処理！2つの独立したイジングマシン実装で相互作用数半減を実現

東京理科大学工学部電気工学科の河原尊之教授らの研究チームは、2つの独立した全結合型イジングマシンを実装することで、相互作用数を半減させる手法を実証しました。この技術により、エッジ側での大規模化が可能となり、社会に広がる組み合わせ最適化問題のより効率的な求解処理が期待されます。

ホップフィールドネットワークの課題克服

ホップフィールドネットワークは組合せ最適化問題の解を得られる一方、局所解に陥りやすいという課題がありました。全結合型イジングマシンは、こうした課題に対応できる機構です。今回、研究チームは、スケーラブルな全結合型イジングマシンのボード上に、2つの独立した384スピン全結合型イジングマシンを実装することに成功しました。これにより、相互作用数を半減させることが可能となります。

相互作用数半減手法：規則性を持たせることでスケーラブル構造に親和性

研究チームは、アレー状の回路の2次元配置に規則性を持たせることで、スケーラブル構造にも親和性が高い相互作用数半減手法を提案しました。

従来のイジングマシンでは、スピン数の2乗個の相互作用回路が必要でしたが、今回開発された手法では、相互作用行列を4つに分割することで、約半分の削減を実現しました。さらに、分割されたブロック内の重複する相互作用を削除することで、さらに相互作用数を減らすことが可能になりました。