論文の概要: Coherent Ising machines -- Quantum optics and neural network perspectives

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.05649v2
• Date: Fri, 25 Sep 2020 04:37:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-16 02:59:20.261611
• Title: Coherent Ising machines -- Quantum optics and neural network perspectives
• Title（参考訳）: コヒーレントイジングマシン-量子光学とニューラルネットワークの観点から
• Authors: Y. Yamamoto, T. Leleu, S. Ganguli, H. Mabuchi
• Abstract要約: ポンプ速度やネットワーク結合速度が下方から上方へ増加すると、イジング結合行列の固有値が最小となる固有ベクトルが閾値付近に現れ、マシンを真の基底状態に緩和させる。 1つのアプローチは、しきい値以下でOPOの圧縮/非スクイーズ真空ノイズを利用することで、量子ノイズ相関を通じて、多くの局所的なミニマをコヒーレントに拡散させることである。 もう1つのアプローチは、地中状態の爆発的探索中に、マシンが1つの局所最小値から別の局所最小値に移行するように、リアルタイムエラー補正フィードバックループを実装することである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A coherent Ising machine (CIM) is a network of optical parametric oscillators (OPOs), in which the "strongest" collective mode of oscillation at well above threshold corresponds to an optimum solution of a given Ising problem. When a pump rate or network coupling rate is increased from below to above threshold, however, the eigenvectors with a smallest eigenvalue of Ising coupling matrix [J_ij] appear near threshold and impede the machine to relax to true ground states. Two complementary approaches to attack this problem are described here. One approach is to utilize squeezed/anti-squeezed vacuum noise of OPOs below threshold to produce coherent spreading over numerous local minima via quantum noise correlation, which could enable the machine to access either true ground states or excited states with eigen-energies close enough to that of ground states above threshold. The other approach is to implement real-time error correction feedback loop so that the machine migrates from one local minimum to another during an explorative search for ground states. Finally, a set of qualitative analogies connecting the CIM and traditional computer science techniques are pointed out. In particular, belief propagation and survey propagation used in combinatorial optimization are touched upon.
• Abstract（参考訳）: コヒーレントイジングマシン(英: coherent ising machine、cim)は、与えられたイジング問題の最適解に対応する「最も強い」発振の集団モードを持つ光パラメトリック発振器(opos)のネットワークである。 しかし、ポンプレートやネットワーク結合率をしきい値以下から上まで上昇させると、イジング結合行列[j_ij]の最小固有値の固有ベクトルがしきい値付近に出現し、マシンが真の基底状態へ緩和するのを妨げる。 この問題に対する2つの補完的アプローチについて述べる。 1つのアプローチは、しきい値以下のOPOの圧縮/非定常真空ノイズを利用して、多くの局所的なミニマを量子ノイズ相関によってコヒーレントに拡散させることであり、これによりマシンは、真基底状態または励起状態のいずれかに、しきい値に近い固有エネルギーでアクセスできる。 もう1つのアプローチは、リアルタイムエラー訂正フィードバックループを実装して、探索的な基底状態の探索中にマシンが局所的な最小値から別の状態に移行するようにすることである。 最後に、CIMと従来のコンピュータサイエンス技術を結ぶ定性的な類似点の集合を指摘する。 特に、組合せ最適化に使用される信念の伝播と調査の伝播に触れる。

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