美开发可高效求解组合优化问题的新型伊辛芯片

文章导读

当传统计算机在组合优化难题前举步维艰，美国科学家却造出仅有指甲盖大小的革命性芯片！明尼苏达大学团队最新登顶《自然·电子》的突破性成果——室温稳定运行的COBI伊辛芯片，采用65纳米工艺制造，竟以百倍级提速和惊人能效碾压现有软件求解器与量子退火机。它不仅破解了令经典计算机崩溃的大规模优化困局，更攻克了量子设备束手无策的密集型问题。这场经典计算与量子启发的完美融合，正为物流、金融、人工智能等领域的超级难题点亮实用化求解的曙光！

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6月11日，据Nature网站报道，美国明尼苏达大学的研究团队开发出一款可室温下稳定运行的伊辛芯片，在解决典型组合优化问题的速度和能效方面优于软件中的优化经典伊辛求解器和新兴量子退火机，在大规模组合优化问题的实用化求解方面迈出重要一步。相关研究成果6月11日发表在《自然·电子》期刊上。

目前，利用传统冯·诺依曼架构计算机求解组合优化问题时，所需计算资源会随着问题规模的增大而急剧增加。将组合优化问题转化为伊辛模型后利用伊辛求解器加以求解，有望克服上述问题。目前，伊辛求解器分为软件中的伊辛求解器、第一类硬件中的伊辛求解器、第二类硬件中的伊辛求解器共三条技术路线。在本研究中，研究团队采用第二类硬件中的伊辛求解器技术路线，开发出一款基于耦合振荡器的伊辛芯片（COBI）。COBI采用65纳米互补金属氧化物半导体工艺制造，尺寸为2.4毫米×2.0毫米，并可在室温下稳定运行。与软件中的优化经典求解器和新兴的量子退火机相比，基于COBI的伊辛求解器能以更快速度和更优能效解决经典组合优化问题，并能有效求解量子退火机无法有效解决的密集型组合优化问题。该研究为经典计算与量子启发式计算的融合提供了新思路，有望推动大规模组合优化问题的实用化求解。