信息通信技术与政策

信息通信技术与政策

信息通信技术与政策 ›› 2024, Vol. 50 ›› Issue (7): 76-84.doi: 10.12267/j.issn.2096-5931.2024.07.010

研究论文 上一篇    下一篇

相干伊辛计算的研究与应用进展

The principles and applications of coherent Ising computing

樊晨瑞1, 袁为2, 马寅2, 杨大全3, 文凯2, 王川1,2   

  1. 1.北京师范大学人工智能学院,北京 100875
    2.北京玻色量子科技有限公司,北京 100015
    3.北京邮电大学信息与通信工程学院,北京 100876
  • 收稿日期:2024-06-12 出版日期:2024-07-25 发布日期:2024-07-30
  • 通讯作者: 王川
  • 作者简介:
    樊晨瑞,北京师范大学人工智能学院博士研究生在读,主要从事量子计算等方面的研究工作
    袁为,北京玻色量子科技有限公司总监,主要从事相干伊辛机的工程和研发等工作。马寅,北京玻色量子科技有限公司首席运营官,主要从事相干伊辛机的工程和研发等工作
    马寅,北京玻色量子科技有限公司首席运营官,主要从事相干伊辛机的工程和研发等工作
    杨大全,北京邮电大学信息与通信工程学院教授,主要从事集成光学芯片和量子传感方面的研究工作
    文凯,北京玻色量子科技有限公司首席执行官,主要从事相干伊辛机的工程和研发等工作

FAN Chenrui1, YUAN Wei2, MA Yin2, YANG Daquan3, WEN Kai2, WANG Chuan1,2   

  1. 1. School of Artificial Intelligence, Beijing Normal University, Beijing 100875, China
    2. Beijing QBoson Quantum Technology Co., Ltd., Beijing 100015, China
    3. School of Information and Communication Engineering, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
  • Received:2024-06-12 Online:2024-07-25 Published:2024-07-30
  • Contact: WANG Chuan

摘要:

随着人工智能技术的快速发展,与之相关的各种行业都产生了海量的算力需求。低能耗光计算和量子计算成为未来高速、大数据量处理极具前景的方案,相干伊辛计算作为其中的典型计算技术,受到了研究领域和产业界的广泛关注,近年来取得了一系列重要的研究进展。相干伊辛计算利用光学参量振荡脉冲作为量子比特,在运行中可以搜索出伊辛模型基态时的自旋构型,从而能够提升求解组合优化问题的计算速度和正确率。通过纠错改进后的相干伊辛机可以逃离局部极小值的限制,在大规模组合优化问题上的测试结果也超越了部分经典算法,为多种组合优化问题的解决提供了新的发展方向。

关键词: 相干伊辛机, 光学参量振荡, 组合优化问题

Abstract:

With the rapid development of artificial intelligence, many industries require massive computational power as technical support. Low-energy optical computing and quantum computing have emerged as the most promising solution for high-speed and large-scale data processing in the future. The optical parametric oscillations pulses are used as the computational bits in coherent Ising computing. A coherent Ising machine based on optical parametric oscillation can search for spin configurations at the ground state of the Ising model, thereby improving the computational speed and accuracy in solving combinatorial optimization problems. The improved coherent Ising machine can overcome the limitations of local minima, and its test results on large-scale combinatorial optimization problems have surpassed some classical algorithms, providing a new direction for solving various combinatorial optimization problems.

Key words: coherent Ising machine, optical parametric oscillator, combinatorial optimization problem

中图分类号: