JP7332874B2 - 最適化システム、最適化支援装置、最適化支援方法、および最適化支援プログラム - Google Patents
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Description
2 汎用計算機
241 問題作成部
242 収束判定部
3 量子計算機
Claims (8)
- 集合分割問題の最適解を求めるために、汎用計算機と量子計算機とが通信可能に接続された最適化システムであって、
前記汎用計算機は、前記集合分割問題を連続変数により表される双対問題に変換し、前記双対問題の解を求め、前記双対問題の解を含み2値変数により表される複数の列生成子問題を作成し、
前記量子計算機は、前記複数の列生成子問題を求解し、
前記汎用計算機は、前記量子計算機により求解された前記複数の列生成子問題の解に収束条件を満たさない解が含まれる場合、当該列生成子問題の解を前記最適解に採用される部分集合の候補として部分集合族に追加し、
前記汎用計算機および前記量子計算機は、前記量子計算機により求解された前記複数の列生成子問題の解に前記収束条件を満たさない解が含まれなくなるまで前記複数の列生成子問題の作成および求解を繰り返し、
前記汎用計算機は、前記量子計算機により求解された前記複数の列生成子問題の解に前記収束条件を満たさない解が含まれない場合、前記部分集合族を前記量子計算機に出力し、
前記量子計算機は、入力された前記部分集合族に基づいて前記最適解を求解し、出力し、
前記集合分割問題は、全体集合に含まれる複数の要素および前記複数の要素の少なくとも一部を含む部分集合が満たすべき条件を不等式で規定した不等式制約を有し、
前記汎用計算機は、前記列生成子問題の作成において、前記不等式制約に基づき作成される複数の等式制約を用いて前記複数の列生成子問題を作成する、
最適化システム。 - 前記集合分割問題は、複数の要素からなる全体集合に含まれるすべての要素を重複なくかつ漏れなく含むように複数の部分集合に分割する場合のあらゆる部分集合の組み合わせのうち、所定の評価指標が最適になる部分集合の組み合わせを特定する問題として定式化される、請求項1に記載の最適化システム。
- 量子計算機と通信可能に構成され、集合分割問題の最適解を求めるための前記量子計算機の演算を支援する最適化支援装置であって、
前記集合分割問題を連続変数により表される双対問題に変換し、前記双対問題の解を求め、前記双対問題の解を含み2値変数により表される複数の列生成子問題を作成し、前記複数の列生成子問題を前記量子計算機に出力する問題作成部と、
前記量子計算機により求解された前記複数の列生成子問題の解に収束条件を満たさない解が含まれる場合、当該列生成子問題の解を前記最適解に採用される部分集合の候補として部分集合族に追加する収束判定部と、を備え、
前記問題作成部は、前記複数の列生成子問題の解が前記部分集合族に追加された場合、前記双対問題への変換、前記双対問題の求解、前記列生成子問題の作成および前記列生成子問題の出力を、前記列生成子問題の解が前記収束条件を満たすまで繰り返し、
前記集合分割問題は、全体集合に含まれる複数の要素および前記複数の要素の少なくとも一部を含む部分集合が満たすべき条件を不等式で規定した不等式制約を有し、
前記問題作成部は、前記不等式制約に基づき作成される複数の等式制約を用いて前記複数の列生成子問題を作成する、
最適化支援装置。 - 前記列生成子問題は、前記集合分割問題の目的関数の値から前記双対問題の目的関数の値を減じた値を示す被約費用を最小化する問題であり、
前記収束条件は、前記列生成子問題の解に対応する値が収束閾値より大きくなることである、請求項3に記載の最適化支援装置。 - 前記収束判定部は、前記量子計算機により求解された前記複数の列生成子問題の解のうち最適の値である解について、前記収束条件を満たすか否かの判定を行う、請求項3または4に記載の最適化支援装置。
- 前記収束判定部は、それまでに追加された前記列生成子問題の解に対応する前記等式制約の目的関数の値の最小値が0以上である場合、前記収束閾値をより大きな値に変更する、請求項4に記載の最適化支援装置。
- 量子計算機と通信可能に構成された汎用計算機により実行され、集合分割問題の最適解を求めるための前記量子計算機の演算を支援する最適化支援方法であって、
前記集合分割問題を連続変数により表される双対問題に変換し、前記双対問題の解を求め、前記双対問題の解を含み2値変数により表される複数の列生成子問題を作成し、前記複数の列生成子問題を前記量子計算機に出力し、
前記量子計算機により求解された前記複数の列生成子問題の解に収束条件を満たさない解が含まれる場合、当該列生成子問題の解を前記最適解に採用される部分集合の候補として部分集合族に追加し、
前記複数の列生成子問題の解が前記部分集合族に追加された場合、前記双対問題への変換、前記双対問題の求解、前記列生成子問題の生成および前記列生成子問題の出力を繰り返す、ことを含み、
前記集合分割問題は、全体集合に含まれる複数の要素および前記複数の要素の少なくとも一部を含む部分集合が満たすべき条件を不等式で規定した不等式制約を有し、
前記列生成子問題の作成において、前記不等式制約に基づき作成される複数の等式制約を用いて前記複数の列生成子問題を作成する、
最適化支援方法。 - 量子計算機と通信可能に構成された汎用計算機により実行され、集合分割問題の最適解を求めるための前記量子計算機の演算を支援する最適化支援プログラムであって、
前記汎用計算機に、
前記集合分割問題を連続変数により表される双対問題に変換し、前記双対問題の解を求め、前記双対問題の解を含み2値変数により表される複数の列生成子問題を作成し、前記複数の列生成子問題を前記量子計算機に出力し、
前記量子計算機により求解された前記複数の列生成子問題の解に収束条件を満たさない解が含まれる場合、当該列生成子問題の解を前記最適解に採用される部分集合の候補として部分集合族に追加し、
前記複数の列生成子問題の解が前記部分集合族に追加された場合、前記双対問題への変換、前記双対問題の求解、前記列生成子問題の生成および前記列生成子問題の出力を繰り返し、
前記集合分割問題は、全体集合に含まれる複数の要素および前記複数の要素の少なくとも一部を含む部分集合が満たすべき条件を不等式で規定した不等式制約を有し、
前記列生成子問題の作成において、前記不等式制約に基づき作成される複数の等式制約を用いて前記複数の列生成子問題を作成する、
処理を実行させる最適化支援プログラム。
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JP2018073171A (ja) | 2016-10-31 | 2018-05-10 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼材の山分け計画作成装置、鋼材の山分け計画作成方法、およびプログラム |
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Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
並木誠 ほか,"2. Pythonによる線形最適化"及び"3. Pythonによる整数線形最適化問題",実践Pythonライブラリー Pythonによる数理最適化入門,初版第4刷,株式会社朝倉書店,2019年05月,pp. 21-92,ISBN 978-4-254-12895-6 |
宇津木健 ほか,"7.2 組合せ最適化問題と量子アニーリング",絵で見てわかる量子コンピュータの仕組み,初版第1刷,株式会社翔泳社,2019年07月,pp. 127-130,ISBN 978-4-7981-5746-7 |
Also Published As
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