信息处理设备、信息处理系统、信息处理方法、存储介质及程序技术方案

本发明专利技术提供在实用的时间内计算组合最优化问题的解的信息处理装置、信息处理系统、信息处理方法、存储介质及程序。作为本发明专利技术的实施方式的信息处理装置具备：存储部，构成为重复更新以第一变量为要素的第一向量及以与所述第一变量对应的第二变量为要素的第二向量；以及处理电路，通过将对应的所述第二变量加权并与所述第一变量相加来更新所述第一向量，将根据更新次数而单调增加的所述第一变量以第一系数进行加权并与对应的所述第二变量相加，使用多个所述第一变量来计算问题项，通过将所述问题项与所述第二变量相加来更新所述第二向量，在重复进行所述第一向量及所述第二向量的更新之后，通过伪随机数对所述第二向量的所述第二变量进行初始化，并再次重复进行所述第一向量及所述第二向量的更新。一向量及所述第二向量的更新。一向量及所述第二向量的更新。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】信息处理设备、信息处理系统、信息处理方法、存储介质及程序


[0001]本专利技术的实施方式涉及信息处理装置、信息处理系统、信息处理方法、存储介质及程序。

技术介绍

[0002]组合最优化问题是从多个组合之中选择最适合于目的的组合的问题。组合最优化问题在数学上被归结为使被称作“目标函数”的具有多个离散变量的函数最大化的问题或者使该函数最小化的问题。组合最优化问题在金融、物流、交通、设计、制造、生命科学等各种领域中是普遍性的问题，但由于组合数以问题体量的指数函数的量级增加的所谓“组合爆炸”，未必能够求出最优解。另外，就连得到与最优解接近的近似解都困难的情况较多。
[0003]为了解决各领域中的问题，促进社会的创新及科学技术的进步，要求开发在实用的时间内计算出组合最优化问题的解的技术。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2017－73106号公报
[0007]非专利文献
[0008]非专利文献1：H.Goto，K.Tatsumura，A.R.Dixon，Sci.Adv.5，eaav2372(2019).
[0009]非专利文献2：H.Goto，Sci.Rep.6，21686(2016).
[0010]非专利文献3：土屋、西山、辻田：使用分支特性的组合最优化问题的近似解法URL：http://www.ynl.t.u
‑
tokyo.ac.jp/project/RobotBrainCREST/publications/pdf/tsuchiya/4_01.pdf
[0011]非专利文献4：土屋、西山、辻田：决定性的退火算法的解析URL：http://www.ynl.t.u
‑
tokyo.ac.jp/project/RobotBrainCREST/publications/pdf/tsuchiya/4_02.pdf

技术实现思路

[0012]专利技术所要解决的技术问题
[0013]本专利技术的实施方式提供在实用的时间内计算组合最优化问题的解的信息处理装置、信息处理系统、信息处理方法、存储介质及程序。
[0014]用于解决技术问题的手段
[0015]作为本专利技术的实施方式的信息处理装置构成为，重复更新以第一变量为要素的第一向量及以与所述第一变量对应的第二变量为要素的第二向量，所述信息处理装置具备：存储部，构成为存储所述第一变量及所述第二变量；以及处理电路，构成为，通过将对应的所述第二变量加权并与所述第一变量相加来更新所述第一向量，将所述第一变量按照根据更新次数而单调增加或者单调减少的第一系数进行加权并与对应的所述第二变量相加，使
用多个所述第一变量来计算问题项，通过将所述问题项与所述第二变量相加来更新所述第二向量，在重复进行所述第一向量及所述第二向量的更新之后，通过伪随机数对所述第二向量的所述第二变量进行初始化，并再次重复进行所述第一向量及所述第二向量的更新。
附图说明
[0016]图1是表示信息处理系统的结构例的图。
[0017]图2是表示管理服务器的结构例的框图。
[0018]图3是表示保存在管理服务器的存储部中的数据的例子的图。
[0019]图4是表示计算服务器的结构例的框图。
[0020]图5是表示保存在计算服务器的存储器中的数据的例子的图。
[0021]图6是表示通过时间推进来计算模拟分支算法的解的情况下的处理的例子的流程图。
[0022]图7是表示变形例1的算法的例子的流程图。
[0023]图8是表示变形例2的算法的例子的流程图。
[0024]图9是表示在图7及图8的步骤S114中执行的处理的第一例的流程图。
[0025]图10是表示在图7及图8的步骤S114中执行的处理的第二例的流程图。
[0026]图11是表示耦合系数矩阵的例子的表。
[0027]图12是表示局部磁场向量的例子的表。
[0028]图13是表示随机数的最大绝对值的例子的表。
[0029]图14是表示第一向量的例子的表。
[0030]图15是表示第二向量的例子的表。
[0031]图16是表示解向量和哈密顿量的值的例子的表。
[0032]图17是表示变形例3的算法的例子的流程图。
[0033]图18是表示变形例3的算法的例子的流程图。
[0034]图19是表示变形例4的算法的例子的流程图。
[0035]图20是表示系数的例子的表。
[0036]图21是表示变形例5的算法的例子的流程图。
[0037]图22是表示变形例5的算法的例子的流程图。
[0038]图23是表示通过图6的算法进行了计算的情况下的结果的例子的曲线图。
[0039]图24是表示通过图7的算法进行了计算的情况下的结果的例子的曲线图。
[0040]图25是表示通过图17及图18的算法进行了计算的情况下的结果的例子的曲线图。
[0041]图26是表示通过图21及图22的算法进行了计算的情况下的结果的例子的曲线图。
[0042]图27是概略地表示多处理器结构的例子的图。
[0043]图28是概略地表示使用GPU的结构的例子的图。
[0044]图29是表示为了解决组合最优化问题而执行的整体处理的例子的流程图。
具体实施方式
[0045]以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。另外，在附图中，对相同的构成要素标注相同的附图标记，并适当省略说明。
[0046]图1是表示信息处理系统100的结构例的框图。图1的信息处理系统100具备管理服务器1、网络2、计算服务器(信息处理装置)3a～3c、线缆4a～4c、开关5及存储装置7。另外，在图1中示出了能够与信息处理系统100进行通信的客户终端6。管理服务器1、计算服务器3a～3c、客户终端6及存储装置7能够经由网络2相互进行数据通信。例如，计算服务器3a～3c能够在存储装置7中保存数据，或者从存储装置7读出数据。网络2例如是多个计算机网络被相互连接的因特网。网络2能够使用有线、无线或者它们的组合作为通信介质。另外，作为在网络2中使用的通信协议的例子，有TCP/IP，但通信协议的种类没有特别限定。
[0047]另外，计算服务器3a～3c分别经由线缆4a～4c与开关5连接。线缆4a～4c和开关5形成计算服务器之间的互连。计算服务器3a～3c也能够经由该互连而相互进行数据通信。开关5例如是Infiniband(无限带宽)的开关。线缆4a～4c例如是Infiniband的线缆。但是，也可以使用有线LAN的开关/线缆来代替Infiniband的开关/线缆。关于在线缆4a～4c及开关5中使用的通信标准及通信协议，没有特别限定。作为客户终端6的例子，列举出笔记本PC、台式PC、智能手机、平板电脑、车载终端等。
[0048]在组合最优化问题的求解中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种信息处理装置，构成为重复更新以第一变量为要素的第一向量及以与所述第一变量对应的第二变量为要素的第二向量，所述信息处理装置具备：存储部，构成为存储所述第一变量及所述第二变量；以及处理电路，构成为进行如下处理：通过将对应的所述第二变量加权并与所述第一变量相加，来更新所述第一向量；用根据更新次数而单调增加或单调减少的第一系数对所述第一变量进行加权并与对应的所述第二变量相加，使用多个所述第一变量来计算问题项，通过将所述问题项与所述第二变量相加来更新所述第二向量；以及在重复进行所述第一向量及所述第二向量的更新之后，通过伪随机数对所述第二向量的所述第二变量进行初始化，并再次重复进行所述第一向量及所述第二向量的更新。2.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，所述处理电路构成为，根据所述第二向量的所述第二变量的初始化被进行的次数，来改变所述伪随机数的最大绝对值。3.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，所述处理电路构成为，根据所述第二向量的所述第二变量的初始化被进行的次数，使所述伪随机数的最大绝对值单调减少。4.根据权利要求1～3中任一项所述的信息处理装置，其中，所述处理电路构成为，在重复进行所述第一向量及所述第二向量的更新之后，基于所述第一向量而计算目标函数的值，在将所述第一向量及所述目标函数的值保存于所述存储部之后，再次重复进行所述第一向量及所述第二向量的更新。5.根据权利要求1～3中任一项所述的信息处理装置，其中，所述处理电路构成为，在重复进行所述第一向量及所述第二向量的更新之后，将作为正值的所述第一变量变换为第一值，将作为负值的所述第一变量变换为比所述第一值小的第二值，由此根据所述第一向量来计算解向量，基于所述解向量来计算目标函数的值，在将所述解向量及所述目标函数的值保存于所述存储部之后，再次重复进行所述第一向量及所述第二向量的更新。6.根据权利要求1～5中任一项所述的信息处理装置，其中，所述处理电路生成的所述伪随机数是正态随机数。7.根据权利要求1～5中任一项所述的信息处理装置，其中，所述处理电路生成的所述伪随机数是均匀随机数。8.根据权利要求1～7中任一项所述的信息处理装置，其中，所述处理电路计算的所述问题项基于伊辛模型。9.根据权利要求8所述的信息处理装置，其中，所述处理电路计算的所述问题项包含多体相互作用。10.根据权利要求1～9中任一项所述的信息处理装置，其中，具备多个所述处理电路，各个所述处理电路构成为，并行地更新所述第一向量的至少一部分及所述第二向量的至少一部分。11.一种信息处理系统，构成为重复更新以第一变量为要素的第一向量及以与所述第
一变量对应的第二变量为要素的第二向量，所述信息处理系统具备：存储装置，构成为存储所述第一变量及所述第二变量；以及信息处理装置，构成为进行如下处...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木贤，后藤隼人，辰村光介，
申请(专利权)人：东芝数字解决方案株式会社，
类型：发明
国别省市：