量子アニーリングマシンの活用を広げる入力データ変換手法を開発

詳細は早稲田大学WEBサイトをご覧ください

https://www.waseda.jp/top/news/71298

【ポイント】

●　イジングマシンには入力できるデータの「桁数」制限というハードウェア上の課題があった

●　計算結果出力データの正しさを保証しつつ、入力データ変換時の桁数の削減手法を開発した

●　これまでにない桁数のデータ計算が可能となり、組合せ最適化問題の活用幅拡張が期待される

　早稲田大学大学院基幹理工学研究科博士後期課程3年の於久 太祐（おく だいすけ）氏（現学術振興会特別研究員（PD））、同大理工学術院講師の多和田 雅師（たわだ まさし）氏（現同大グリーン・コンピューティング・システム研究機構研究院講師）、同大グリーン・コンピューティング・システム研究機構研究院准教授の田中 宗（たなか しゅう）氏（現慶應義塾大学理工学部准教授兼早稲田大学グリーン・コンピューティング・システム研究機構研究院客員准教授）、同大理工学術院教授の戸川 望（とがわ のぞむ）氏らの研究グループは、イジングマシンの計算結果の出力データが正しいことを保証したまま、入力データを変換して桁数を削減する手法を開発しました。

イジングマシンを使って組合せ最適化問題の解を得る流れ 

　近年、量子アニーリングマシンをはじめとしたイジングマシンと呼ばれる新しいタイプの計算機が、組合せ最適化問題を解決するために注目されています。しかしイジングマシンは入力データの桁数に制限が存在するため、これまでその性能を十分に引き出せませんでした。このたび本研究グループが開発した手法は、補助データを追加することで入力データの桁数を削減し、実装が容易なアルゴリズムとしてまとめ上げています。また、本手法は入力データを変換する前と後のイジングマシンによる計算結果が変化しないことを数学的にも証明することができました。

　これにより、今までイジングマシンへ入力できなかった桁数を持つ入力データでも計算することが可能となり、現実世界の組合せ最適化問題への活用を拡張させます。さらに本手法はイジングマシンを使うためのソフトウェア処理手法を発見する手助けになり、技術発展に寄与できると考えられます。

　本研究成果は、2020年12月15日にIEEE Computer Societyが発行する『IEEE Transactions on Computers』のオンライン版Early Accessにて公開されました。