Легкий путь легкий путь: новый чип вычисляет кратчайшее расстояние в одно мгновение

Как бы вы идете по поводу возврата книг в магазин в большой библиотеке с наименьшим количеством прогулок? Как бы вы определить кратчайший маршрут для грузовика, который должен доставить много пакетов в нескольких городах? Таковы некоторые примеры «задачи коммивояжера», а типа «задачи комбинаторной оптимизации», которая часто возникает в повседневных ситуациях. Решения задачи коммивояжера заключается в поиске наиболее эффективных из всех возможных маршрутов. Сделать это легко, нам нужна помощь с низким энергопотреблением, высокопроизводительный искусственного интеллекта.

Чтобы решить эту головоломку, ученые активно изучают возможность использования интегральных схем. В этом методе каждое государство коммивояжер (например, всех возможных маршрутов в грузовик) представлен «спин клетки,» каждый имеющий одно из двух состояний. Используя схему, которая может хранить от силы один спин ячейки государства над другим, отношения между этими государствами (или использовать нашу аналогию, то расстояние между двумя городами за грузовик) может быть получена. С помощью большой системы, содержащие одинаковое число спиновых клеток и цепей, компонентов (или городов и маршрутов по доставке грузовика) в проблеме, мы можем определить состояния, требующие минимум энергии, и маршрут, охватывающий не менее расстояние, тем самым решая задачи коммивояжера, или любой другой тип комбинаторной задачи оптимизации.

Однако серьезным недостатком обычной способ использования интегральных микросхем является то, что он не требует предварительной обработки, и количество компонентов и время, необходимое для ввода данных, как увеличить масштаб проблемы возрастает. По этой причине эта технология только был в состоянии решить задачи коммивояжера с участием максимум 16 государств или городов.

Группа исследователей под руководством профессора Такаюки Кавахара кафедры электротехники в Токийский университет науки, направленное на преодоление этой проблемы. Они отметили, что взаимодействие между каждым спином клетка линейный, который обеспечивает вращение клетки могут взаимодействовать только с клетками рядом с ними, увеличивая время обработки. «Мы решили организовать клеток немного по-другому, чтобы гарантировать, что все крутиться клеток может быть связано,» Проф Кавахара объясняет.

Для этого они сначала устроили на цепях в двумерный массив, и спина клетки отдельно в одну-пространственной композиции. Тогда схема будет считывать данные и совокупность этих данных была использована для переключения состояния вращения клетки. Это означает, что количество требуемых спин клеток и времени, необходимого для обработки резко снижается.

Авторы представили результаты своих исследований на 18-м Всемирном симпозиуме IEEE по прикладной искусственного интеллекта и информатики (сами 2020). «Таким образом, наша новая методика представляет собой полностью соединенный метод», — замечает Проф Кавахара, «и обладает потенциалом для решения задачи коммивояжера, которая состоит из 22 городов». Авторы надеются, что эта технология будет приложений, как системы высокой производительности с низким энергопотреблением для офисной техники и планшетных компьютеров по поиску легко найти оптимального решения из большого числа комбинаций.

сделать разницу: спонсорские возможности