【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】組合優(yōu)化問(wèn)題廣泛存在于社會(huì)生活和工業(yè)生產(chǎn)中，如自動(dòng)駕駛、智慧物流、通信組網(wǎng)、藥物發(fā)現(xiàn)、金融優(yōu)化等。然而，這類問(wèn)題通常具有非確定性多項(xiàng)式時(shí)間困難(NP-hard)的特點(diǎn)，為經(jīng)典計(jì)算帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。而量子退火計(jì)算機(jī)雖然已在特定領(lǐng)域取得突破，但極低溫的工作環(huán)境和尚未成熟的超導(dǎo)工藝嚴(yán)重制約了其大規(guī)模應(yīng)用。
 

　　針對(duì)以上問(wèn)題，湖南大學(xué)半導(dǎo)體學(xué)院陳卓俊副教授團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性采用存算一體新型計(jì)算架構(gòu)實(shí)現(xiàn)量子啟發(fā)式算法，提出了稀疏感知自旋運(yùn)算、耦合系數(shù)復(fù)用技術(shù)以及概率翻轉(zhuǎn)函數(shù)近似電路，大幅度提高了系統(tǒng)能效和面積效率。研究團(tuán)隊(duì)采用SMIC 55nm CMOS工藝，設(shè)計(jì)并成功流片一款量子啟發(fā)式退火處理器芯片。該處理器具有900個(gè)自旋節(jié)點(diǎn)，支持4bit的耦合系數(shù)位寬，支持King’s Graph自旋網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，每個(gè)自旋狀態(tài)更新所需能量?jī)H為2.4fJ，每個(gè)自旋的面積僅為402μm2。測(cè)試結(jié)果表明，該處理器在解決最大割集等組合優(yōu)化問(wèn)題時(shí)速度比先進(jìn)CPU快3~4個(gè)數(shù)量級(jí)，功耗低2~3個(gè)數(shù)量級(jí)。
 

　　相關(guān)研究成果以“A Compute-in-Memory Annealing Processor with Interaction Coefficient Reuse and Sparse Energy Computation for Solving Combinatorial Optimization Problems”為題發(fā)表在國(guó)際集成電路領(lǐng)域頂尖期刊IEEE Journal of Solid-State Circuits，這是湖南省近十年來(lái)首次以第一單位在該期刊發(fā)表論文。論文的第一作者為物電院周毅峰博士，通訊作者為半導(dǎo)體學(xué)院陳卓俊副教授和廖蕾教授。
 

　　IEEE Journal of Solid-State Circuits是國(guó)際集成電路領(lǐng)域最高級(jí)別期刊之一，旨在發(fā)布集成電路領(lǐng)域的最新技術(shù)進(jìn)展和紀(jì)錄性成果，代表著業(yè)內(nèi)當(dāng)前最高技術(shù)水平。