Outline of CMOS Annealing Machine

IoT (Internet of Things) が一般的となり,実社会に あるさまざまなセンサにおいて多くのデータが収集さ れ,それに伴い,そのデータ処理を行うために必要と なる計算量は増大している.一方で,半導体の微細化 は終焉が近いと言われており,従来のノイマン型計算 機の性能向上は頭打ちとなっており,それにともなっ て,データ処理に使える計算処理能力の伸びも鈍化し ている.また,従来のノイマン型計算機による処理は 逐次的処理であり,収集されたデータから返される単 純な計算結果を求めたり,シミュレーションに用いる ことが主であったが,例えば解決しようとする社会課 題が組合せ最適化問題に置き換えられる場合,膨大な パラメータに対する解の候補が指数関数的に増大する 組合せ爆発が起こり,従来の処理では実用に向かない. また,IoTシステムにおけるリアルタイム処理ではよ り高速な処理が必要となる.そこで,こういった最適 化処理を実社会に組み込む上でこれまでと全く異なる 新しいコンピュータが提案されている [1], [2].その一 つとして,組合せ最適化問題を効率良く処理するため に,磁性体の振る舞いを表す統計力学上のモデルであ

[1]  Sergiy Butenko,et al.  On greedy construction heuristics for the MAX-CUT problem , 2007, Int. J. Comput. Sci. Eng..

[2]  M. W. Johnson,et al.  Quantum annealing with manufactured spins , 2011, Nature.

[3]  Hiroyuki Mizuno,et al.  Spatial computing architecture using randomness of memory cell stability under voltage control , 2013, 2013 European Conference on Circuit Theory and Design (ECCTD).

[4]  R. Service The brain chip. , 2014, Science.

[5]  Hiroyuki Mizuno,et al.  An Accelerator Chip for Ground-State Searches of the Ising Model with Asynchronous Random Pulse Distribution , 2015, 2015 Third International Symposium on Computing and Networking (CANDAR).

[6]  Hiroyuki Mizuno,et al.  24.3 20k-spin Ising chip for combinational optimization problem with CMOS annealing , 2015, 2015 IEEE International Solid-State Circuits Conference - (ISSCC) Digest of Technical Papers.

[7]  Ken-ichi Kawarabayashi,et al.  A coherent Ising machine for 2000-node optimization problems , 2016, Science.

[8]  Masanao Yamaoka,et al.  Computing architecture to perform approximated simulated annealing for Ising models , 2016, 2016 IEEE International Conference on Rebooting Computing (ICRC).

[9]  H. Tamura,et al.  Accelerator Architecture for Combinatorial Optimization Problems , 2017 .

[10]  Hayato Goto,et al.  Combinatorial optimization by simulating adiabatic bifurcations in nonlinear Hamiltonian systems , 2019, Science Advances.

[11]  Takashi Takemoto,et al.  A Cloud-ready Scalable Annealing Processor for Solving Large-scale Combinatorial Optimization Problems , 2019, 2019 Symposium on VLSI Technology.