[发明专利]优化装置和优化方法

说明书

本发明涉及优化装置和优化方法。方法包括：访问第一存储器，第一存储器被配置成存储作为多个权重系数中的至少一些的第一权重系数组，多个权重系数指示表示伊辛模型的能量的评估函数中的多个状态变量之间的相互作用的大小；访问多个第二存储器，多个第二存储器中的每个存储器被配置成存储多个权重系数中的与分别包括多个状态变量的多个状态变量组中的任意一个中的具有值1的状态变量有关的第二权重系数组；针对多个状态变量组中的每一个，输出通过执行搜索处理而获得的搜索结果，该搜索处理被配置成通过重复地执行具有第一约束的第一更新处理或具有第二约束的第二更新处理来执行搜索最优解的处理。

技术领域

本文中讨论的实施方式涉及优化装置和优化方法。

背景技术

作为计算诺依曼型计算机不易处理的大规模离散优化问题的装置，存在使用伊辛型评估函数(也称为能量函数等)的伊辛机(也称为玻尔兹曼机)。

在通过伊辛机进行的计算中，使用伊辛模型来替换计算目标的问题，该伊辛模型是指示磁体的自旋行为的模型。通过马尔可夫链蒙特卡罗方法例如模拟退火方法或副本交换方法(也称为交换蒙特卡罗方法)来搜索其中使伊辛模型类型评估函数的值(对应于伊辛模型的能量)最小化的状态。

在相关技术中，存在通过使用数字电路执行马尔可夫链蒙特卡罗方法来搜索其中使能量最小化的状态的优化装置。相关技术中的优化装置在假设一次改变仅一个状态变量的值的情况下计算能量的变化量(在下文中，在某些情况下，简称为能量变化)，并且根据通过将与温度对应的噪声值加到能量变化中而获得的值来确定是否允许位的变化。还以预定的概率允许状态变量的值随能量的增加而变化，并且该概率随温度降低而降低。

存在具有下述约束(独热约束)的优化问题，在该约束中评估函数中包括的多个状态变量中的具有值1的状态变量的数目为仅一个。作为独热约束，存在其中在一组约束等式中每个状态变量出现仅一次的约束以及其中当N²个状态变量以N行和N列的矩阵形式布置时每一行和每一列中包括的状态变量的值之和为1的约束。在下文中，前面的独热约束称为单向独热约束(1-Way 1-hot constraint)，而后面的独热约束称为双向独热约束(2-Way1-hot constraint)。

例如，对于九个状态变量(x₁至x₉)，其中x₁+x₂+x₃＝1，x₄+x₅+x₆＝1且x₇+x₈+x₉＝1的约束是单向独热约束。流量优化问题、装箱问题等具有单向独热约束。

例如，当x₁至x₉以三行和三列的矩阵形式布置时，其中x₁+x₂+x₃＝1，x₄+x₅+x₆＝1，x₇+x₈+x₉＝1，x₁+x₄+x₇＝1，x₂+x₅+x₈＝1，x₃+x₆+x₉＝1的约束是双向独热约束。旅行商问题、车辆分配计划问题、二次分配问题等具有双向独热约束。

发明内容

[技术问题]

如上所述，在一次改变的状态变量的数目为1的情况下，优化装置在重复汉明距离(Haming distance)＝1的状态转换的同时，搜索其中使能量最小化的基态。因此，在相关技术的优化装置中，也发生向不满足独热约束的状态的转换，并且其中可能发生转换的状态的数目(搜索空间)大于满足独热约束的状态的数目。