[发明专利]优化装置和控制优化装置的方法

说明书

涉及优化装置和控制优化装置的方法。优化装置包括环形连接的M级运算处理电路，每级运算处理电路包括：确定电路，基于Ising模型的信息对每个第一位确定是否允许更新；第一选择电路，基于确定电路结果从被允许更新的更新许可位选择一更新候选位并输出其识别信息；计数电路，计数更新许可位数量；状态更新电路，基于最后级运算处理电路提供给最前级的识别信息更新任一第二位的值，除最前级运算处理电路之外每级运算处理电路包括第二选择电路，第二选择电路以更新许可位数量除以其与前级运算处理电路提供的数量之和获得的第一概率选择第一选择电路输出的第一识别信息并以1减第一概率获得的第二概率选择前级运算处理电路提供的第二识别信息。

技术领域

本文所描述的实施方式涉及优化装置和控制该优化装置的方法。

背景技术

在相关领域中，存在如下一种方法，其通过利用Ising型能量函数的优化装置(也称为Ising机或Boltzmann机)来计算在其中Neumann式计算机为无效的多变量优化问题。优化装置用表示磁性物质的自旋行为的Ising模型代替待计算的问题，并计算该问题。

优化装置可以使用例如神经网络为该问题建模。在这种情况下，与Ising模型中所包括的所有自旋相对应的多个位中的每一个位用作为神经元，该神经元基于另一个位的值以及指示其自身位和所述另一个位之间的相互作用的大小的权重因数(也称作耦合因数)输出0或1。例如，优化装置使用诸如模拟退火法(simulated annealing)的随机搜索方法来获得可以得到Ising模型的能量函数值(在下文中，称为能量)的最小值的各个位的值的组合来作为解。

在相关领域中，存在利用数字电路执行模拟退火法计算出使能量最小化的各个位的值的组合的优化装置。在相关领域的优化装置中，状态的更新以如下的方式进行重复：在Ising模型的所有位中，每次更新将一个位当成目标。

由于Ising模型中的位的数量随优化问题的规模的增大而增加，因此权重因数的数量也增加。当考虑所有位之间的相互作用时，权重因数的数量是位的数量的平方。

相关技术已经在例如日本公开特许公报第2017-219948号和日本公开特许公报第09-319721号中公开。

为了应对位的数量的增加，存在通过在多个运算处理单元(比如，分别为单芯片半导体集成电路)中分配和保存权重因数并使得每个运算处理单元针对所有位的一部分执行运算操作以增加优化装置的规模的方法。然而，由于多个运算处理单元中的每一个运算处理单元并不独立地执行从所有位中选择一个更新目标位的过程，因此在使用多个运算处理单元时适当地选择一个更新目标位并不容易。因此，一般来说，使用多个运算处理单元很难实现大规模的优化装置。

因此，本实施方式的一方面的目的是提供大规模的优化装置和控制大规模优化装置的方法。

发明内容