信息处理方法、信息处理系统和计算机可读记录介质技术方案

本申请涉及信息处理方法、信息处理系统和计算机可读记录介质。一种信息处理系统，包括：处理单元，用于：获取多个解，每个解由包括在能量函数中的多个变量的值表示；基于多个解和分别与多个解对应的能量函数的值，针对多个变量中的变量和所述变量的候选值的多个集合中的每个集合来计算指标，所述指标指示与特定变量相对应的特定候选值被包括在比当前获得的解更好的解中或者被包括在最优解中的概率；以及基于针对多个集合中的每个集合计算出的指标从多个集合中选择一个集合；以及输出单元，用于输出在包括在所选择的一个集合中的变量被固定至对应候选值的情况下执行对其他解的其他搜索的指令。他搜索的指令。他搜索的指令。

【技术实现步骤摘要】
信息处理方法、信息处理系统和计算机可读记录介质


[0001]本文讨论的实施方式涉及信息处理方法、信息处理系统和记录介质。

技术介绍

[0002]现代社会的各个领域存在组合优化问题。例如，在诸如制造、分配和销售的领域中搜索用于使成本最小化的元素的组合。然而，组合优化问题的计算时间随着与元素相对应的变量的数量增加而指数地增加，并且因此，组合优化问题被认为是难以用冯诺依曼计算机求解的问题。
[0003]存在作为求解组合优化问题的方法的如下方法：该方法通过用伊辛模型替换计算目标的组合优化问题来执行计算，伊辛模型是表示磁性物质的自旋(spin)行为的模型。例如，马尔可夫链蒙特卡洛方法例如模拟退火(SA)和副本交换方法被用来搜索使伊辛能量函数的值最小化或最大化的变量的值的组合。使能量函数的值最小化或最大化的变量的值的组合对应于基态或最优解。利用马尔可夫链蒙特卡洛方法，可以在合理量的时间内获得组合优化问题的最优解或者接近最优解的近似解。
[0004]例如，已经提出了一种用于搜索离散优化问题的最优解的搜索方法。所提出的搜索方法包括：如果许多改进的解可能在当前解的附近，则关注在当前解的附近的搜索，如果改进的解不太可能在当前解的附近，则执行宽范围的搜索以避免解被困在局部解处。
[0005]已经提出了一种信息处理设备，其基于遗传算法，通过对具有与相似试验处理相对应的基因的成组个体执行交叉、变异和选择来创建新基因。所提出的信息处理设备基于试验处理过程中的时间点处的特征，对在试验处理过程中可能涉及相似现象的个体进行分组。这保证了由于组内的选择而存活的组中的代表性个体的多样性。作为结果，新生成的个体的多样性得以保持。
[0006]例如，在日本公开特许公报第2001
‑
117773号和日本公开特许公报第2016
‑
12285号中公开了相关技术。
[0007]当通过SA等搜索到的解被困在局部解处时，脱离处于局部解附近的状态是困难的，并且因此可能无法获得最优解。
[0008]例如，用于搜索更多状态以获得更好的解的可能解决方案可以包括：将向计算机等提供随机确定的初始状态并通过SA等获得解的处理重复预定次数；以及选择由此获得的解中的最佳解。然而，该方法不一定会导致达到最优解的可能性充分增加。
[0009]实施方式的一个方面的目的是，提供能够增加达到最优解的可能性的信息处理设备、程序、信息处理方法和信息处理系统。

技术实现思路

[0010]根据实施方式的一方面，一种信息处理系统，包括：处理单元，用于：获取多个解，每个解由包括在能量函数中的多个变量的值表示；基于多个解和分别与多个解对应的能量函数的值，针对多个变量中的变量和所述变量的候选值的多个集合中的每个集合来计算指
标，所述指标指示与特定变量相对应的特定候选值被包括在比当前获得的解更好的解中或者被包括在最优解中的概率；以及基于针对多个集合中的每个集合计算出的指标从多个集合中选择一个集合；以及输出单元，用于输出在包括在所选择的一个集合中的变量被固定至对应候选值的情况下执行对其他解的其他搜索的指令。
[0011]一个方面可以增加达到最优解的可能性。
附图说明
[0012]图1是示出根据第一实施方式的信息处理设备的处理的示例的图；
[0013]图2是示出根据第二实施方式的信息处理系统的硬件示例的图；
[0014]图3是示出信息处理设备的功能的示例的图；
[0015]图4是示出初始设置表的示例的图；
[0016]图5是示出变量固定控制表的第一示例的图；
[0017]图6是示出变量固定控制表的第二示例的图；
[0018]图7是示出信息处理设备的处理的示例的流程图；
[0019]图8是示出权重与偏置之间的关系的示例的图；以及
[0020]图9是示出比较例的流程图。
具体实施方式
[0021]在下文中，将参照附图描述实施方式。
[0022][第一实施方式][0023]将描述第一实施方式。
[0024]图1是示出根据第一实施方式的信息处理设备的处理的示例的图。
[0025]信息处理系统1包括信息处理设备10和搜索单元20。信息处理设备10耦接至搜索单元20。基于通过公式化组合优化问题获得的伊辛能量函数，搜索单元20使用马尔可夫链蒙特卡洛方法例如SA或副本交换方法来搜索由包括在能量函数中的多个变量的值所表示的最优解。变量是二进制值或更高阶离散值。能量函数表示由多个变量的值表示的伊辛模型的状态的能量值，并且能量函数也被称为评价函数或目标函数。搜索单元20输出作为搜索结果的解。所述解包括多个变量的值。可以存在多个搜索单元20。
[0026]信息处理设备10包括处理单元11和输出单元12。
[0027]处理单元11从搜索单元20获取多个解。基于多个解和与多个解对应的能量函数的值，处理单元11针对变量和候选值的每个集合，计算指示特定变量的特定候选值包括在解中的概率的指标。处理单元11将计算出的指标存储在信息处理设备10中所包括的存储单元(未示出)例如存储器中。
[0028]“指示特定变量的特定候选值被包括在解中的概率的指标”中的“解”指示按照预定评价尺度比当前获得的解更好的解。针对使能量值最小化的问题，例如，这样的解是具有较小能量函数值的解。“指示特定变量的特定候选值被包括在解中的概率的指标”中的“解”可以是组合优化问题的最优解。
[0029]基于针对变量和候选值的每个集合的指标，处理单元11选择固定至候选值的变量和候选值。例如，用于基于上述指标选择固定至候选值的变量和候选值的可能方法如下。
[0030]首先，处理单元11向搜索单元20设置对应于组合优化问题的实例信息，并使搜索单元20执行解搜索。实例信息可以包括诸如能量函数中包括的变量之间的权重、变量的偏置和常数项的信息。任何适当的状态可以被设置为搜索开始时的初始状态。例如，处理单元11可以随机地确定初始状态下的每个变量的值。然而，如稍后所述，处理单元11可以指示搜索单元20将特定变量固定至初始状态下的特定值。
[0031]处理单元11获取由搜索单元20所获得的解s1、s2
……
。解s1、s2
……
是例如针对不同初始状态所获得的解。当存在多个搜索单元20时，处理单元11可以向多个搜索单元提供不同的初始状态，使多个搜索单元并行地执行解搜索，并从多个搜索单元获取解s1、s2
……
。此外，在以下描述的解搜索中，处理单元11可以类似地使用多个搜索单元。在并行使用多个搜索单元的情况下，可以迅速地获取解s1、s2
……
。
[0032]处理单元11获取对应于解s1、s2
……
中的各解的能量值。处理单元11可以通过将解s1、s2
……
中的每个解代入能量函数来计算与解对应的能量值，或者可以从搜索单元20获取能量值以及解s1、s2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信息处理系统，包括：处理单元，用于：获取多个解，每个解由包括在能量函数中的多个变量的值表示；基于所述多个解和分别与所述多个解对应的所述能量函数的值，针对所述多个变量中的变量和所述变量的候选值的多个集合中的每个集合来计算指标，所述指标指示与特定变量相对应的特定候选值被包括在按照预定评价尺度比当前获得的解更好的解中或者被包括在最优解中的概率；以及基于针对所述多个集合中的每个集合计算出的所述指标，从所述多个集合中选择一个集合；以及输出单元，用于输出在包括在所选择的一个集合中的变量被固定至对应候选值的情况下执行对其他解的其他搜索的指令。2.根据权利要求1所述的信息处理系统，其中，在所述其他搜索的整个时段内或者在所述其他搜索的部分时段内，包括在所选择的一个集合中的变量被固定至对应候选值。3.根据权利要求1所述的信息处理系统，其中，所述处理单元还用于：基于针对所述多个集合中的每个集合计算出的所述指标，优先选择第一集合作为所选择的一个集合，使得针对所述第一集合计算出的指标指示的概率高于针对所述多个集合中的任何其他集合计算出的指标所指示的概率。4.根据权利要求1所述的信息处理系统，其中，所述处理单元还用于：针对所述多个集合中的每个集合，获取与所述变量具有对应候选值的解之中的最佳解相对应的所述能量函数的最佳值；以及基于所获取的所述能量函数的最佳值中的最差值与针对所述多个集合中的每个集合获取的所述能量函数的最佳值之间的比率，来计算所述指标。5.根据权利要求1所述的信息处理系统，其中，所述处理单元还用于：基于针对所述多个集合中的每个集合计算出的所述指标，从所述多个集合中选择两个或更多个集合；获取包括在所选择的两个或更多个集合中的变量具有对应候选值的两个或更多个解；以及基于所获取的两个或更多个解以及分别与所述两个或更多个解对应的所述能量函数的值，来更新针对所述两个或更多个集合中的每个集合的指标，以及在执行所述其他搜索时，将包括在所选择的两个或更多个集合中的每个集合中的变量固定至所述对应候选值。6.根据权利要求1所述的信息处理系统，其中，所述处理单元还用于：基于所述多个解和分别与所述多个解对应的所述能量函数的值，针对所述多个变量中的n个变量以及相...

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂厄，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：