組合せ最適化問題の計算方式「Adaptive Bulk Search 2」のGPUエンジンを無償公開

背景

社会に存在する解決すべき問題の多くは、多数の選択肢から最適なものを見つける組合せ最適化問題として捉えることができます。しかし、個々の課題に合わせた専用の計算方式を開発するには莫大なコストが必要です。一方で、多くの組合せ最適化問題は二次非制約二値最適化（QUBO）と呼ぶ形式の問題に変換可能であることが知られています。こうした背景からNTTデータグループは社会貢献活動の一環として、広島大学と共同でQUBO問題の組合せ問題最適化の計算方式「Adaptive Bulk Search（ABS）」を開発し、研究評価向けに無償公開してきました^注5。しかし、ABSも含めて外部資源を活用するためには一般的に、計算処理に必要な入力データをクラウドやユーザー環境外のサーバーへアップロードする必要があり、社外秘となるデータの活用は進まず、用途が限定されてきました。

ABS2の特長と利用環境

この課題を解決するためにNTTデータグループと広島大学は、ユーザー環境でABS2 QUBOソルバーを利用するためのC＋＋プログラミング言語用APIを開発しました。このAPIを通じて、ユーザーはC＋＋プログラムからABS2のGPUエンジンにアクセスでき、GPUを活用してQUBO問題の解を迅速に探索できるようになります。このGPUエンジンおよびAPIを2024年1月25日から非商用かつ研究評価目的に限り、無償で公開します。なお、NTTデータグループは2023年4月にイノベーションセンタによる先進技術導入支援サービス^注6においてコンサルティングサービスの提供を開始しています。今回の取り組みは、その一環として実施している広島大学との共同研究成果です^注7。

ABS2のGPUエンジンの利用に関する詳細は以下のWebページをご覧ください。
ABS2 QUBO Solver（https://abs2.cs.hiroshima-u.ac.jp）

今後について

NTTデータグループでは、ABS2 QUBOソルバーの性能向上を継続的に行うとともに、本手法に限らず、量子アニーラーや組合せ最適化問題に対するさまざまな新手法の開発・適用を進めていきます。今後は、グローバルにおいて量子コンピュータ／次世代アーキテクチャ・ラボのサービスを展開し、今回公開するAdaptive Bulk Search 2のGPUエンジンの実行環境と合わせて、量子コンピューターや量子アニーリング・イジングマシンなどの次世代アーキテクチャーのさらなる高度な利用を希望するお客さまに向けて、業務要件に基づいた検証支援を行います。

参考発表

広島大学とのこれまでの取り組みに関する発表。

• 交通・物流分野等において従来より大規模な順列型組合せ最適化問題を解くための新手法を開発
• 数理最適化によるプリント基板加工の生産効率改善の実現
• 組合せ最適化問題の計算手法「アダプティブ・バルク・サーチ」の実行環境を無償公開
• GPUの計算性能を最大限活用する組合せ最適化問題の新解法を公開