لقد حققت Toshiba Corporation طفرة كبيرة في التحسين التوافقي – اختيار أفضل الحلول من بين عدد هائل من النماذج التوافقية – من خلال تطوير خوارزمية توفر أداء أسرع وأكبر نطاقًا في العالم وتحسينًا تقريبًا 10 أضعاف على الأساليب الحالية. يمكن تطبيق طريقة Toshiba الجديدة على المهام الشاقة مثل تحديد طرق التسليم الفعالة وتحديد الهياكل الجزيئية الأكثر فعالية للتحقيق في تطوير العقاقير الجديدة وبناء حقائب منتجات مالية مربحة.
إن هذه التقنية المطورة حديثًا وهي خوارزمية التشعب المحاكية تحصل بسرعة على حلول تقريبية عالية الدقة (حلول جيدة) لمشاكل التعقيد التوافقية واسعة النطاق المعقدة التي قاومت الحل لفترة طويلة والتي يصعب حلها باستخدام التقنيات التقليدية. الخوارزمية لها قابلية ممتازة للتطوير بتكلفة منخفضة باستخدام أجهزة الكمبيوتر الحالية والتي يمكن أن تحدث ثورة في عمليات التحسين الحالية.
ستستخدم Toshiba خوارزمية Simulator Bifurcation لإنشاء منصة خدمات قادرة على حل المشكلات الاجتماعية والتجارية المتنوعة بسرعة بهدف التسويق في عام 2019. يتم نشر تفاصيل التكنولوجيا الجديدة في المجلة الأكاديمية على الإنترنت Science Advances.
لا يمكن حل العديد من المشكلات إلا من خلال فحص عدد كبير من الخيارات للعثور على أفضل المجموعات. ويشمل ذلك تحقيق لوجستيات فعالة وتوجيه حركة المرور لتخفيف الازدحام وتطبيق التصميم الجزيئي لتطوير العقاقير وتحسين المحافظ المالية. اليوم يتطلب تحقيق هذا التحسين التوافقي مقدارًا هائلاً من الحساب ويظل استخدام أجهزة الكمبيوتر الحالية لإيجاد حلول أمرًا صعبًا.
هناك توقعات متزايدة بأن أجهزة الحوسبة من الجيل التالي مثل أجهزة الكمبيوتر الكمومية ستقود الطريق إلى حلول أفضل. ويهدف البحث الحالي إلى تطوير أجهزة كمبيوتر مصممة خصيصًا لتحسين التوافقية من خلال استخدام الدوائر فائقة التوصيل وأشعة الليزر والرقمية القائمة على أشباه الموصلات أجهزة الكمبيوتر. على الرغم من هذه الجهود يظل التحدي هو تقليل وقت الحساب رغم الزيادة في حجم المشكلات.
على سبيل المثال لا يزال من الصعب على أجهزة الكمبيوتر الكمومية ذات الدوائر فائقة التوصيل حل المشكلات المعقدة الكبيرة الحجم في الوقت الذي جعلت فيه أجهزة الكمبيوتر الرقمية القائمة على أشباه الموصلات اليوم من السهل زيادة حجم المشكلة القابلة للحل فإن الخوارزميات الحالية لتحسين التوافقية يصعب موازنتها مما يجعل من الصعب استخدام الحوسبة المتوازية لتسريع حل المشكلات.
لقد قامت Toshiba بحل هذه المشكلات من خلال تطوير خوارزمية تحسين اندماجي جديدة , خوارزمية محاكاة التشعب. إنها قابل للتوازي بدرجة كبيرة وبالتالي يمكنها بسهولة تسريع حل المشكلات على الكمبيوتر الرقمي القياسي من خلال حساب موازٍ. نظرًا لأنها يمكن استخدام الأنظمة الحاسوبية الحالية واسعة النطاق كما هي فليست هناك حاجة إلى تثبيت معدات جديدة مما يجعل من السهل التوسع بتكلفة منخفضة.
على سبيل المثال ، من خلال استخدام مصفوفات بوابة قابلة للبرمجة ميدانيًا (FPGAs) يمكن الحصول على حل جيد لمشكلة التحسين مع 2000 متغير متصل بالكامل (حوالي 2 مليون اتصال) في 0.5 مللي ثانية فقط. أي 10 مرات أسرع من الكمبيوتر الكم الذي يعتمد على الليزر الأسرع في العالم لحل نفس المشكلة. بالإضافة إلى ذلك باستخدام مجموعة مكونة من ثمانية وحدات معالجة رسومات حصلت Toshiba على حل جيد لمشكلة واسعة النطاق تضم 100000 متغير متصل بالكامل (حوالي 5 مليارات اتصال) في بضع ثوانٍ فقط. تفتح هذه النتائج طرقًا جديدة لحل مشاكل التحسين التوافقية الواسعة النطاق في العديد من مجالات التطبيق المختلفة.
تهدف Toshiba الآن إلى استخدام هذا التقدم التكنولوجي الأساسي لتحقيق وتسويق منصة خدمات تلبي جميع احتياجات التحسين في مجال الخدمات اللوجستية والتمويل ومجالات أخرى في المجتمع الحديث.
المصدر : هنا
