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Scalable Parallel Optical Ising Machine for Solving Large-Scale Combinatorial Optimization Problems
DOI:10.1002/lpor.71996.png)
摘要
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许多实际应用可归类为组合优化问题(COPs),但其固有的NP难问题和指数计算复杂度对高效求解构成显著障碍。针对解决COPs而设计,伊辛机(IM)在性能上优于传统的冯·诺依曼计算架构。在各类IM实现中,光子伊辛机(OIM)因固有高速和能效特性而极具前景。然而,当前OIM受限于串行处理架构,给求解大规模COPs带来重大挑战。为应对此挑战,我们提出并实验验证了一种跨越光电器域的多路复用并行OIM架构。该系统成功求解了一个包含超过10万个自旋的方格网络MAX-CUT实例,并通过四通道并行实现四倍加速。此外,通道级校准减轻了器件失配并使各通道非线性响应保持一致,使四通道系统在各类小型基准问题上维持与单通道系统相当的质量。我们还探索了一种结合层次聚类与噪声注入的方法,该方法在14城市TSP问题的聚类约束搜索空间中识别出已知最优路径。这些结果表明所提架构在更大规模和更复杂优化问题中具有应用潜力。
Keyword:
combinatorial optimization
ising machine
ising model
optical device
photonics
期刊
L
IF:
10
论文数:
1.2K
被引数:
1
机构
引用论文
Network of time-multiplexed optical parametric oscillators as a coherent Ising machine
NATURE PHOTONICS
IF32.9
High-Speed Photodetectors on Silicon Photonics Platform for Optical Interconnect用于光学互连的硅光子学平台上的高速光电探测器
A poor man's coherent Ising machine based on opto-electronic feedback systems for solving optimization problems
NATURE COMMUNICATIONS
IF15.7

