新型半導体コンピュータの実用化に向けて、要素間の複雑なつながりを規則的な構造に自動変換する前処理アルゴリズムを開発：研究開発：日立

日立製作所研究開発グループは、以下のニュースリリースを発行しました。

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ニュースリリース概要

発行日

2016年6月21日

タイトル

新型半導体コンピュータの実用化に向けて、要素間の複雑なつながりを規則的な構造に自動変換する前処理アルゴリズムを開発

リリース文抜粋

株式会社日立製作所は、このたび、イジングモデル^*1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ました。新型半導体コンピュータは、都市における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^*2を計算処理により導き出し、システムの高効率化・高信頼化を実現するため、日立が独自に開発を進めているものです。今回開発したアルゴリズムは、新型半導体コンピュータが社会インフラのシステム課題を計算処理可能な形に自動変換する前処理技術で、新型半導体コンピュータの実用化の基礎となります。日立は、新型半導体コンピュータを実用化し、社会への適用をめざすことにより、大規模化・複雑化する社会インフラのシステム課題を解決し、「超スマート社会^*3」の実現(Society 5.0^*4)に貢献します。

今回開発した技術は、新型半導体コンピュータの実用化の基礎となるものです。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りますが、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りました。そこで今回、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しました。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むことが可能になりました。

新型半導体コンピュータの構造と要素の分割

*1: イジングモデル: 磁性体の性質を説明するために考案されたモデル。上向きか下向きの2つの状態をとる点(スピン)から構成され、隣接するスピン間の相互作用とスピンの状態からエネルギーが決まる。組み合わせ最適化問題をイジングモデルとして表現することが可能であり、その場合、エネルギーが最小になるスピンの状態が組み合わせ最適化問題の最適解と対応している。
*2: 実用解: 最も良い解では無い可能性があるが、実際のシステムで利用する上では支障の無い品質の解。
*3: 超スマート社会: 必要なモノ・サービスを、必要な人に、必要な時に、必要なだけ提供し、社会のさまざまなニーズにきめ細やかに対応でき、あらゆる人が質の高いサービスを受けられ、年齢、性別、地域、言語といったさまざま違いを乗り越え、活き活きと快適に暮らすことのできる社会。
*4: Society 5.0: サイバー空間とフィジカル空間(現実社会)が高度に融合した「超スマート社会」を未来の姿として共有し、その実現に向けた一連の取り組みのこと。狩猟社会、農耕社会、工業社会、情報社会に続くような新しい社会を生み出す変革を科学技術イノベーションが先導していくという意味を持つ。