东芝推出量子启发优化解决方案SQBM+云服务

光子盒研究院出品

6月6日，东芝数字解决方案公司(Toshiba Digital Solutions Corporation)宣布通过微软的全栈开放云量子计算生态系统Azure Quantum提供其量子启发优化解决方案SQBM+的云服务。

SQBM是“Simulated Quantum-inspired Bifurcation Machine”的首字母缩写，即模拟量子启发分岔机，是基于模拟分岔机(SBM)的系统化量子启发优化解决方案，采用东芝公司开发的模拟分岔算法。

2020年9月，东芝加入了微软Azure Quantum，并一直在为SQBM+的发布做准备。今年3月，东芝通过AWS Marketplace发布SQBM+；现在，东芝开始将其作为云服务“SQBM + Cloud on Azure Quantum”提供。

对于许多社会和工业挑战，组合优化对于从众多选择中选择最优项目至关重要；例如，优化金融交易、工业机器人的移动、旅行和传播路线以及药物发现的分子设计。使用现有计算机难以高速求解组合优化问题，因为随着问题规模的增长，组合模式的数量呈指数增长。因此包括日本在内的国家正在积极开发专门的组合优化计算机。

SQBM+的核心技术SBM是一种软件，用户可以使用现有计算机在短时间内获得针对复杂和大规模问题的高精度近似解。通过将SBM作为Azure Quantum的云服务提供，旨在解决金融、药物发现、基因工程、物流和AI等各个领域的组合优化问题。

Azure Quantum可用的量子云解决方案

1、采用新算法，显著提高速度、精度和规模

●弹道模拟分岔算法(bSB)：一种在短时间内找到良好解的高速算法。通过设计减少传统aSB错误的方法，实现了一种更快、更精确的模拟分岔机。

●离散模拟分岔算法(dSB)：一种高精度算法，用于以超过其他机器的计算速度找到更精确的解。可能获得相同2000变量问题的最优解(精确解的估计值)。

●包括一个自动选择和使用上述两种算法之一的函数。

2、根据预期应用提供优化解算器

除了可用于一般用途的伊辛求解器外，还提供用于特定用途的求解器，可以轻松直接地解决特定问题。

●伊辛求解器：一种通用求解器。这是SQBM+的基本求解器，它使用SB算法来解决以二次无约束二元优化(QUBO)格式表示的组合优化问题。。

●TSP解算器：可以直接解决旅行商问题(TSP)，而无需用QUBO表示。

●SHIFT求解器：一种可以直接解决排班问题的求解器，例如在各种约束条件下为员工分配日常工作，而无需使用QUBO。

3、扩大应用范围

提供扩展函数和求解器，使伊辛求解器更易于使用并提高其性能。

●参数自动调整功能/求解器：自动调整独特的SBM参数，并快速找到更好的解，无需手动调整。每个参数都有自动调整功能，伊辛求解器无需调整任何参数。

●QP求解器：可以直接求解带线性约束的二次二元优化问题的求解器。与使用伊辛求解器求解类似问题相比，无需将线性约束合并到QUBO中并调整惩罚参数，更容易获得高精度的解。

●启用高阶项和连续变量：现实生活中的组合优化问题可能包含三次或更高的项和连续变量。使用伊辛求解器求解此类问题需要转换为二次表达式和二进制变量，这是降低方程解性能的一个因素。SQBM+将利用SB算法的特性来支持这些高阶项和连续变量，并为现实生活中的组合优化问题实现更高的求解性能。

Azure Quantum是微软的一项云服务，用于运行量子计算程序和解决优化问题。SQBM+是Azure Quantum提供的优化解决方案之一。如果你有Azure帐户，可以立即开始使用SQBM+，按计算时间付费。

东芝表示，可以通过新算法将SBM与Azure云服务结合使用，从而大大提高速度、准确性和规模。利用SBM特性，为伊辛问题提供了多达100,000个变量的伊辛求解器。

收费标准

参考链接：

[1]https://www.global.toshiba/jp/company/digitalsolution/news/2022/0606.html

[2]https://www.global.toshiba/ww/company/digitalsolution/news/2022/0302.html#id03