[發明專利]用于求解優化任務的方法和多個計算資源的系統

有效

• 申請號: 201810239642.5
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108629420B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: D·加里森;A·E·法諾;J·A·韋琴貝格
• 申請（專利權）人: 埃森哲環球解決方案有限公司
• 主分類號: G06N10/60
• 分類號: G06N10/60
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 酆迅;黃捷

公開了多狀態量子優化引擎，以及用于求解優化任務的方法、系統和裝置。在一個方面中，一種方法包括接收輸入數據，所述輸入數據包括(i)指定要求解的優化任務的數據，以及(ii)指定用于求解優化任務的任務目標的數據，該任務目標包括一個或多個局部任務目標和一個或多個全局任務目標；基于該局部任務目標來處理接收到的輸入數據以獲得對該優化任務的一個或多個初始解，其中從第一量子計算資源獲得至少一個初始解；以及使用第二量子計算資源基于全局任務目標來處理所生成的一個或多個初始解以生成對該優化任務的全局解。

技術領域

本公開一般地涉及量子計算，更具體地涉及多狀態量子優化引擎。

背景技術

優化任務是從針對問題的所有可行解中找到對問題的最佳解的任務。為了執行優化任務，可以對量子硬件(例如量子計算設備)進行構造和編程，以將對對應機器優化問題的解編碼成表征量子硬件的多體量子哈密爾頓量的能量譜。例如，解被編碼為哈密爾頓量的基態。

發明內容

本說明書涉及使用多狀態量子優化引擎來求解優化任務。優化引擎通過對多個量子計算設備進行嵌套調用來生成對優化任務的解?？梢詧绦袑α孔佑嬎阍O備的第一次調用以生成對優化任務的一個或多個局部解?？梢詧绦袑α孔佑嬎阍O備的第二次調用以基于所生成的一個或多個局部解來生成對優化任務的全局解。

通常，本說明書中所描述的主題的一個創新方面可以在用于使用包括多個計算資源的系統來求解優化任務的方法中實現，其中多個計算資源包括至少一個量子計算資源，該方法包括如下動作：接收輸入數據，該輸入數據包括(i)指定要求解的優化任務的數據，以及(ii)指定用于求解優化任務的任務目標的數據，該任務目標包括一個或多個局部任務目標和一個或多個全局任務目標；基于局部任務目標來處理接收到的輸入數據以獲得對優化任務的一個或多個初始解，其中從第一量子計算資源獲得至少一個初始解；以及使用第二量子計算資源基于全局任務目標來處理所生成的一個或多個初始解以生成對優化任務的全局解。

該方面的其他實現包括對應的計算機系統、裝置和記錄在一個或多個計算機儲存設備上的計算機程序，其每一個被配置為執行該方法的動作。一個或多個計算機的系統可以被配置為借助于在系統上安裝在操作中致使系統執行該動作的軟件、固件、硬件或其組合來執行特定的操作或動作。一個或多個計算機程序可以被配置為借助于包括當由數據處理裝置執行時使該裝置執行動作的指令來執行特定的操作或動作。

前述和其他實現可以單獨或組合地各自可選地包括以下特征中的一個或多個。在一些實現中，該方法還包括將所生成的對優化任務的全局解與全局任務目標進行比較，以確定所生成的全局解是否充分滿足全局任務目標。

在一些實現中，該方法還包括響應于確定所生成的全局解充分滿足全局任務目標，提供表示對優化任務的一個或多個初始解的數據作為輸出。

在一些實現中，該方法還包括：響應于確定所生成的全局解未充分滿足全局任務目標：生成經修改的輸入數據，其包括(i)指定要求解的優化任務的數據，以及(ii)用于求解該優化任務的經修改的局部任務目標；基于經修改的局部任務目標來處理接收到的經修改的輸入數據以獲得對優化任務的一個或多個經修改的解；以及使用第二量子計算資源基于全局任務目標來處理所生成的一個或多個經修改的解，以生成對優化任務的經修改的全局解。

在一些實現中，生成經修改的輸入數據包括將深度學習正則化技術應用于所接收到的輸入數據以生成經偏置的輸入數據。

在一些實現中，處理接收到的輸入數據以生成對優化任務的一個或多個初始局部解包括：將優化任務劃分成一個或多個子任務；并針對每個子任務：標識與該子任務相關的局部任務目標；將(i)子任務和(ii)所識別的局部任務目標路由到系統中包括的相應計算資源；以及從系統中包括的相應計算資源中獲得對子任務的相應解。

在一些實現中，將優化任務劃分成一個或多個子任務包括將優化任務表示為圖并將圖劃分成最小連接的子圖。