Новый отжиг на основе нескольких политик для решения реальных задач комбинаторной оптимизации

[ad_1]

Новый отжиг на основе нескольких политик для решения реальных задач комбинаторной оптимизации

Предоставлено: Токийский технологический институт.

Исследователи Tokyo Tech разработали полностью подключенный отжиг, расширяемый до системы с несколькими микросхемами и обладающий механизмом с несколькими политиками, для быстрого и эффективного решения широкого класса задач комбинаторной оптимизации (CO), относящихся к реальным сценариям. Устройство для отжига, названное Amorphica, имеет возможность тонкой настройки параметров в соответствии с конкретной целевой проблемой CO и потенциально может применяться в логистике, финансах, машинном обучении и т. д.

Современный мир привык к оперативной доставке товаров прямо к нам домой. Но знаете ли вы, что для реализации такой эффективности необходимо решить математическую задачу, а именно, каков наилучший маршрут между всеми пунктами назначения? Известная как «задача коммивояжера», она принадлежит к классу математических задач, известных как задачи «комбинаторной оптимизации» (КО).

По мере увеличения числа пунктов назначения количество возможных маршрутов растет в геометрической прогрессии, и метод грубой силы, основанный на полном переборе наилучшего маршрута, становится нецелесообразным. Вместо этого используется подход, называемый «вычислением отжига», чтобы быстро найти лучший маршрут без исчерпывающего поиска.

Тем не менее, численное исследование, проведенное исследователями Tokyo Tech, показало, что, хотя существует множество методов расчета отжига, не существует единого метода, подходящего для решения широкого класса задач CO. Следовательно, существует потребность в механизме отжига, который включает в себя несколько методов отжига (механизм с несколькими политиками) для решения множества таких проблем.

К счастью, та же группа исследователей во главе с доцентом Казуши Кавамурой и профессором Масато Мотомура из Токийского технологического института (Tokyo Tech) сообщила о новой установке для отжига, в которой реализован такой мультиполитический подход или «метаморфический отжиг». Их выводы опубликованы в Материалы ISSCC2023 и будет представлен на предстоящей в 2023 году Международной конференции по твердотельным схемам.

«В расчете отжига проблема CO представлена ​​​​как функция энергии в терминах (псевдо) векторов спина. Мы начинаем с первоначально рандомизированной конфигурации вектора спина, а затем стохастически обновляем ее, чтобы найти состояния с минимальной энергией, уменьшая ее (псевдо) Это очень похоже на процесс отжига металлов, когда горячие металлы охлаждаются контролируемым образом», — объясняет доктор Кавамура. «Наш отжиг под названием Amorphica использует несколько методов отжига, в том числе новый, предложенный нашей командой. Это дает ему возможность адаптировать метод отжига к конкретной проблеме CO».

Команда разработала Amorphica, чтобы устранить ограничения предыдущих устройств для отжига, а именно то, что их применимость ограничена лишь несколькими проблемами с CO. Во-первых, это связано с тем, что эти отжиги являются отжигами с локальными связями, то есть они могут работать только со спиновыми моделями, имеющими локальную межспиновую связь. Другая причина заключается в том, что они не обладают гибкостью с точки зрения методов отжига и контроля параметров. Эти проблемы были решены в Amorphica за счет использования полносвязной спиновой модели и включения точно контролируемых методов и параметров отжига. Кроме того, команда представила новую политику отжига под названием «параллельный отжиг с контролируемым соотношением», чтобы повысить скорость сходимости и стабильность существующих методов отжига.

Кроме того, Amorphica может быть расширена до многочиповой системы с полным подключением и уменьшенной передачей данных между чипами. При тестировании Amorphica в сравнении с графическим процессором исследователи обнаружили, что она работает до 58 раз быстрее при энергопотреблении (1/500), что означает примерно в 30 000 раз более высокую энергоэффективность.

«Благодаря отжигу с полным соединением, такому как Amorphica, мы теперь можем иметь дело с произвольными топологиями и плотностью межспиновых взаимодействий, даже если они нерегулярны. Это, в свою очередь, позволит нам решить реальные проблемы CO, такие как связанные логистике, финансам и машинному обучению», — заключает профессор Мотомура.

Больше информации:
Amorphica: 4-Replica 512 Fully Connected Spin 336MHz Metamorphic Annealer с программируемой стратегией оптимизации и многочиповым расширением Compressed-Spin-Transfer, материалы ISSCC2023.

Конференция: www.isscc.org/

Предоставлено Токийским технологическим институтом

Цитата: Новый отжиг на основе нескольких политик для решения реальных задач комбинаторной оптимизации (17 февраля 2023 г.), получено 18 февраля 2023 г. с https://phys.org/news/2023-02-multi-policy-based-annealer-real. -world-комбинаторная-оптимизация.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением любой честной сделки с целью частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.



[ad_2]

Source link

(Посещений всего:5 times, 1)

Вячеслав

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Next Post

Скелет XIII века с железным колом в груди был найден на юге Болгарии.

Сб Фев 18 , 2023
[ad_1] s s sᴇᴇɴ s s sᴇᴜᴍ s s ᴀ𝟷𝟹ᴛʜ-ᴄᴇɴᴛᴜʀʏ sᴋᴇʟᴇᴛᴏɴ s ᴄʜᴇsᴛ s ʙᴇᴇɴ sᴏᴜᴛʜᴇʀɴ . ɪᴛ ᴀsᴄᴏᴠᴇʀᴇᴅ ʙ ᴛʜᴇ ᴀʀᴄʜᴀᴇᴏʟᴏɢɪsᴛ ᴋɴᴏ ᴀs ᴀs ʙᴜʟɢᴀʀɪᴀ ɪɴᴅɪᴀɴᴀ ᴊᴏɴᴇs ». «ᴇ ʜᴀᴠᴇ ɴᴏ ᴅᴏᴜʙᴛs ᴛʜᴀᴛ ᴀɢᴀɪɴ ᴀɢᴀɪɴ ᴇᴇ’ʀᴇ sᴇᴇɪɴɢ ᴀɴ ᴀɴᴛɪ ᴠᴀᴍᴘɪʀᴇ ʙᴇɪɴɢ ᴄᴀʀʀɪᴇᴅ ᴏᴜᴛ ᴏᴜᴛ ᴏᴜᴛ ᴏᴜᴛ ᴏᴜᴛ ᴏᴜᴛ ᴏᴜᴛ […]

Вам может понравиться