通用型最小辅助Ising机的设计

Ising机是一种受量子启发的存内处理计算机，在克服传统计算范式局限性的同时仅以极小部分能耗运行，已展现出巨大前景。设计Ising机的过程被称为反Ising问题。遗憾的是，该问题通常在计算上难以处理：它是一个非凸混合整数线性规划问题，除最简单情况外无法朴素暴力求解，因为运行时间随自旋数量呈指数级增长。我们证明了新的理论结果，使我们能够将搜索空间缩减为具有二次方增长的搜索空间。我们利用该理论开发了针对反Ising问题的通用算法解。特别地，我们展示了3比特和4比特整数乘法的Ising表述，其使用的总自旋数相比先前已知方法减少了三倍以上。我们的结果提升了在现代Ising硬件上实现此类电路的实用性，因为自旋在现代Ising硬件中极为宝贵。