日立、新型半導体コンピュータ実用化のための前処理アルゴリズムを開発 複雑な課題を処理可能な構造に

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日立製作所は2016年6月21日、同社が開発中のイジングモデルを用いた新型半導体コンピュータの実用化に向けた、前処理アルゴリズムを開発したとを発表した。

開発中の新型半導体コンピュータは、交通渋滞やグローバルサプライチェーンにおける物流コストなど、システム化された社会インフラの複雑な課題に対する実用解を導き出すことを可能にするもの。同社が独自に開発を進めている。

複雑化する社会課題を解決するためには、経路や手順などさまざまな組み合わせを、さまざまな制約の下で、できる限り良い解(実用解)を求める技術が必要とされている。同社では、そのような「組み合わせ最適化問題」をイジングモデルを用いて処理する新型半導体コンピュータの開発に取り組み、2015年2月に試作に成功している。

今回開発した技術は、そのような新型半導体コンピュータの実用化の基礎となるものだという。

新型半導体コンピュータ上でイジングモデルを用いて実際の問題を解くためには、経路や手順など、問題を構成している要素と、要素同士がどう関係しているかを示す相互作用を新型半導体コンピュータ上に取り込む必要がある。しかし、要素間の相互作用が複雑であるため、半導体基板上の規則的な構造に当てはめることができないという課題があった。

そこで同社は、複雑な相互作用を単純で規則的な構造に自動変換することのできる前処理アルゴリズムを開発。これにより、新型半導体コンピュータ上に複雑化した相互作用を効率的に取り込めるようになったという。

この前処理アルゴリズムはまず、問題を構成するそれぞれの要素を、それが持つ相互作用の数に応じて複数の要素に分割することで、相互作用の数を減らして単純化する。次に、増えた要素を格子状の構造に変換した後、その構造が表現する問題の意味が変わらないように、不要な要素の削除や要素の再配置を繰り返していく。その結果、できる限り少ない要素数で、新型半導体コンピュータが処理可能な構造に変換されるという仕組みだ。

今後同社は、北海道大学に開設した「日立北大ラボ」を始めとするオープンイノベーションを通じて、新型半導体コンピュータの実用化に取り組む。また今回の内容は、2016年6月25日に石川県金沢市で開催される電子情報通信学会コンピュテーション研究会で発表される予定だ。

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