[发明专利]加速器设备、介质和用于确定约束优化问题的解的方法

说明书

本公开涉及加速器设备、介质和用于确定约束优化问题的解的方法。一种用于确定约束优化问题的解的方法包括：用初始约束优化问题的第一编码矩阵表示对Hopfield网络的权重矩阵进行编程。所述方法还包括：采用所述Hopfield网络来确定初始约束优化问题的解。另外，所述方法包括将与目标约束优化问题相关联的多个约束优化问题编码为多个编码矩阵表示，每个编码矩阵表示都是第一编码矩阵表示和第二编码矩阵表示的组合。所述多个编码矩阵表示依次收敛地增大到所述目标约束优化问题的第二编码矩阵表示。所述方法进一步包括：利用所述多个编码矩阵表示，以迭代的方式对所述Hopfield网络的所述权重矩阵进行重新编程。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)，要求于2018年12月18日提交的申请号为62/781,596的美国临时申请的权益。

技术领域

本公开涉及加速器设备、介质和用于确定约束优化问题的解的方法。

背景技术

量子计算已被探索为用于求解复杂问题的手段。量子绝热退火尤其已在用纳米级忆阻器交叉开关阵列制造的点积引擎加速器中实施，用于求解矢量矩阵乘法，其通常被认为是计算成本昂贵的任务。通过将电压信号矢量施加到忆阻器交叉开关阵列的行，可以轻松实现矢量乘法。这样，忆阻器交叉开关阵列在量子计算中的应用对于下一代存储器和开关设备而言具有很大的潜力。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供一种加速器设备。所述加速器设备包括：第一忆阻器交叉开关阵列，所述第一忆阻器交叉开关阵列具有多个非易失性存储器元件，每个非易失性存储器元件包括两端存储器元件，用于生成约束优化问题的编码矩阵表示的解；滤波单元，所述滤波单元用于接收并过滤从所述多个非易失性存储器元件生成的所述解；以及编程单元，所述编程单元包括专用硬件，用于在每次对所述第一忆阻器交叉开关阵列进行重新编程时，以迭代的方式将与所述约束优化问题相关联的多个编码矩阵表示中的一个编码矩阵表示写入所述多个非易失性存储器元件中，所述多个编码矩阵表示被排序成收敛地增大到所述约束优化问题的编码矩阵表示。

根据本公开的另一个方面，提供一种非暂态计算机可读介质。所述非暂态计算机可读介质包括存储在其上的计算机可执行指令，所述指令在由一个或多个处理单元执行时，使所述一个或多个处理单元执行以下操作：用初始约束优化问题的第一编码矩阵表示来编程Hopfield网络的权重矩阵；采用所述Hopfield网络来确定所述初始约束优化问题的解；将目标约束优化问题编码为第二编码矩阵表示，所述目标约束优化问题与所述初始约束优化问题无关；将多个约束优化问题编码为多个编码矩阵表示，所述多个编码矩阵表示中的每个编码矩阵表示是所述第一编码矩阵表示和所述第二编码矩阵表示的组合，所述多个编码矩阵表示依次收敛地增大到所述目标约束优化问题的所述第二编码矩阵表示；以及利用所述多个编码矩阵表示，以迭代的方式对所述Hopfield网络的所述权重矩阵进行重新编程，包括：利用所述多个编码矩阵表示之一，以顺序方式对所述Hopfield网络的所述权重矩阵进行重新编程；以及采用所述Hopfield网络来确定当前在所述Hopfield网络中被编程的所述编码矩阵表示的解。

根据本公开的另一个方面，提供一种用于确定约束优化问题的解的方法。所述用于确定约束优化问题的解的方法包括：将初始约束优化问题编码为第一编码矩阵表示；将目标约束优化问题编码为第二编码矩阵表示；生成所述第一编码矩阵表示和所述第二编码矩阵表示的加权和；利用所述第一编码矩阵表示和所述第二编码矩阵表示的所述加权和，编程Hopfield网络的权重矩阵；以及采用所述Hopfield网络来确定所述目标约束优化问题的解。

附图说明

在结合附图阅读的情况下，将从以下的详细描述最佳地理解本公开。需要强调的是，根据行业中的标准实践，各种特征未按比例绘制。实际上，为了论述清楚，各种特征的尺寸可能是随意增大或减小的。