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JP7613562B2 - Polynomial conversion device, polynomial conversion method, and program - Google Patents
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JP7613562B2 - Polynomial conversion device, polynomial conversion method, and program - Google Patents

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Description

本発明は、多変数多項式の変数を他の変数に置き換える技術に関する。 The present invention relates to a technique for replacing variables in a multivariate polynomial with other variables.

現在広く利用されているノイマン型コンピュータでは、組合せ最適化問題を効率的に解くことが難しいとされている。そこで、近年、組合せ最適化問題をノイマン型コンピュータよりも効率的に解くことが可能な計算機である、量子アニーリングマシンやイジングマシンなどの研究開発が進められている。 It is said that it is difficult for the currently widely used von Neumann computers to efficiently solve combinatorial optimization problems. In recent years, therefore, research and development has been progressing on quantum annealing machines and Ising machines, which are computers that can solve combinatorial optimization problems more efficiently than von Neumann computers.

これらの新たな計算機は、対象とする組合せ最適化問題の目的関数をQUBO(Quadratic Unconstrained Binary Optimization)の目的関数やそれと等価なイジングハミルトニアンとして表現した最適化関数を入力とし、高速にその問題の解を計算することができる。 These new computers take as input the objective function of the combinatorial optimization problem in question, which is a QUBO (Quadratic Unconstrained Binary Optimization) objective function or an optimization function expressed as an equivalent Ising Hamiltonian, and can quickly calculate the solution to the problem.

QUBOの目的関数やそれと等価なイジングハミルトニアンは0か1を取る二値変数(0-1変数)に関する多変数2次多項式であるが、0-1変数に関する任意の次数の多変数多項式をQUBOの目的関数やそれと等価なイジングハミルトニアンに変換する手法が存在する(例えば、非特許文献1および2等参照)。 The QUBO objective function and its equivalent Ising Hamiltonian are multivariate quadratic polynomials for binary variables (0-1 variables) that take the value 0 or 1, but there are methods to convert multivariate polynomials of any degree for 0-1 variables into the QUBO objective function or its equivalent Ising Hamiltonian (see, for example, non-patent documents 1 and 2).

Nike Dattani,“Quadratization in Discrete Optimization and Quantum Mechanics”,[online],arXiv:1901.04405v2 [quant-ph] 23 Sep 2019,[2021年3月30日検索],インターネット<https://arxiv.org/pdf/1901.04405.pdf>Nike Dattani, “Quadratization in Discrete Optimization and Quantum Mechanics”, [online], arXiv:1901.04405v2 [quant-ph] 23 Sep 2019, [Retrieved March 30, 2021], Internet <https://arxiv.org/pdf/1901.04405.pdf> Endre Boros, Yves Crama, Elisabeth Rodriguez-Heck,“Quadratizations of symmetric pseudo-Boolean functions: sub-linear bounds on the number of auxiliary variables”,[online],International Symposium on Artificial Intelligence and Mathematics (ISAIM 2018),4-Jan-2018,[2021年3月30日検索],インターネット<https://orbi.uliege.be/handle/2268/220766>Endre Boros, Yves Crama, Elisabeth Rodriguez-Heck, “Quadratizations of symmetric pseudo-Boolean functions: sub-linear bounds on the number of auxiliary variables”, [online], International Symposium on Artificial Intelligence and Mathematics (ISAIM 2018), 4-Jan-2018, [Retrieved March 30, 2021], Internet: https://orbi.uliege.be/handle/2268/220766

従来の0-1変数に関する任意の次数の多変数多項式をQUBOの目的関数やそれと等価なイジングハミルトニアンに変換する手法では、3次以上の項(単項式)をそれぞれ個別に2次多項式に置換する。そのため、3次以上の単項式1つあたりに1つ以上の追加変数が必要になる。 In the conventional method of converting a multivariate polynomial of any degree related to 0-1 variables into a QUBO objective function or its equivalent Ising Hamiltonian, each term (monomial) of degree 3 or higher is individually replaced with a quadratic polynomial. Therefore, one or more additional variables are required for each monomial of degree 3 or higher.

しかしながら、例えば、複数の多項式の積により多変数多項式が得られている場合、この多変数多項式を展開した結果得られる単項式の個数は組合せ論的に増加するため、追加変数もそれに伴い大量に必要となる。However, for example, if a multivariate polynomial is obtained by multiplying multiple polynomials, the number of monomials obtained by expanding this multivariate polynomial increases combinatorially, and a large number of additional variables are required.

現在提供されている、量子アニーリングマシンやイジングマシンは入力可能な変数の個数が限られているため、追加変数の爆発的な増加はこれら量子アニーリングやイジングマシン上での実行を不可能とする。 Currently available quantum annealing machines and Ising machines have a limited number of variables that can be input, so an explosive increase in additional variables would make it impossible to run on these quantum annealing or Ising machines.

このような問題は、組み合わせ最適化問題を量子コンピュータで解くための最適化関数を生成する場合のみならず、任意の次数の多変数多項式の変数を、さらに次数の低い多変数多項式に変換する際に共通するものである。 Such problems are common not only when generating optimization functions to solve combinatorial optimization problems using a quantum computer, but also when converting the variables of a multivariate polynomial of any degree into a multivariate polynomial of a lower degree.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、任意の次数の多変数多項式の変数を、従来よりも少ない個数の変数によって、次数の低い多変数多項式に変換できる技術を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of these points, and aims to provide a technology that can convert the variables of a multivariate polynomial of any degree into a multivariate polynomial of a lower degree using a smaller number of variables than conventional methods.

N個の変数x,…,xN-1に関する多変数多項式f(x,…,xN-1)を入力とし、多変数多項式f(x,…,xN-1)における複数の項に共通する約数xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)部分を互いに同一の追加変数aで置換して得られる多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)と、a=xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)のときに最小値をとる制約式s(a,xz(j,0),…,xz(j,M(j)-1))と、を加算した多変数多項式h(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)=g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)+s(a,xz(0,0),…,xz(0,M(0)-1))+…+s(aJ-1,xz(J-1,0),…,xz(J-1,M(J-1)))を得て出力する。ここで、Jは正整数であり、N,M(j)は2以上の整数であり、j=0,…,J-1であり、m=0,…,M(j)-1であり、z(j,m)∈{0,…,N-1}が(j,m)に対する関数値である。 A multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N- 1 ) for N variables x 0 , ..., x N-1 is input, and multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) is obtained by replacing the divisors x z(j,0) ... x z( j ,M(j)-1) common to multiple terms in multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) with the same additional variable a j to obtain multivariate polynomial g( x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) and a constraint equation s(a j , x z(j,0) , ..., x z(j,M(j)-1) ) which takes the minimum value when a j = x z (j,0) ... x z( j,M( j )-1). J-1 ) = g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) + s(a 0 , x z(0,0) , ..., x z(0,M(0)-1) ) + ... + s(a J-1 , x z(J-1,0) , ..., x z(J-1,M(J-1)) ) is obtained and output. Here, J is a positive integer, N, M(j) are integers equal to or greater than 2, j = 0, ..., J-1, m = 0, ..., M(j)-1, and z(j,m) ∈ {0, ..., N-1} is the function value for (j,m).

以上のように、本発明では、複数の項に共通する約数部分を互いに同一の追加変数で置換するため、任意の次数の多変数多項式の変数を、従来よりも少ない個数の変数によって、次数の低い多変数多項式に変換することができる。また、制約式が加算されることで、置き換え前の約数部分と追加変数との同一性が担保される。As described above, in the present invention, since the divisors common to multiple terms are replaced with the same additional variables, it is possible to convert the variables of a multivariate polynomial of any degree into a multivariate polynomial of a lower degree using fewer variables than in the past. In addition, the addition of a constraint equation ensures that the divisors before the replacement and the additional variables are identical.

図1は実施形態の多項式変換装置の機能構成を例示するためのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating the functional configuration of a polynomial conversion device according to an embodiment. 図2は実施形態の多項式変換装置の処理を例示するためのフロー図である。FIG. 2 is a flow chart illustrating the process of the polynomial conversion device of the embodiment. ヒューリスティック探索による要約項の選択手順を例示した図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a procedure for selecting a summary term by heuristic search. ヒューリスティック探索による要約項の選択手順を例示した図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a procedure for selecting a summary term by heuristic search. 図5は追加変数個数の削減効果を示す実験結果を表すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the experimental results showing the effect of reducing the number of added variables. 図6は実施形態の多項式変換装置のハードウェア構成を例示するためのブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the polynomial transformation device according to the embodiment.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
まず、実施形態の原理を説明する。
実施形態では、対象の多変数多項式内の複数の単項式に共通する約数(要約項)を見つけ出し、この要約項を追加変数(「補助変数」ともいう)で置換する。また、対象の多変数多項式の意味が変化しないようにするため、要約項と追加変数が同一の値を取ることを要求する制約式を追加する。すなわち、変換部が、N個の変数x,…,xN-1に関する多変数多項式f(x,…,xN-1)を入力とし、多変数多項式f(x,…,xN-1)における複数の項(単項式)に共通する約数(要約項)xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)部分を互いに同一の追加変数aで置換して得られる多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)と、a=xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)のときに最小値をとる関数(Summarize Divisor)である制約式s(a,xz(j,0),…,xz(j,M(j)-1))と、を加算した多変数多項式h(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)=g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)+s(a,xz(0,0),…,xz(0,M(0)-1))+…+s(aJ-1,xz(J-1,0),…,xz(J-1,M(J-1)))を得て出力する。ここで、Jは要約項の個数を表す正整数であり、Nは変数の種類数を表す2以上の整数であり、M(j)はj番目の要約項を構成する変数数を表す2以上の整数であり、2≦M(j)≦Nを満たし、j=0,…,J-1であり、m=0,…,M(j)-1であり、z(j,m)∈{0,…,N-1}が(j,m)に対する関数値である。すべてのj=0,…,J-1について、M(j)の値が同一(例えば、M(0)=M(1)=・・・=M(J-1)=2)であってもよいし、同一でなくてもよい(例えば、M(0)=3,M(1)=2,・・・,M(J-1)=2)。変数x,…,xN-1はどのようなものであってもよいが、例えば、変数x,…,xN-1のそれぞれは二値変数x∈{b,b}であり、b≠bである。ただし、i=0,…,N-1である。特に、二値変数xが0-1変数である場合、b=0であり、b=1である。各変数xについて取り得る値がiごとに個別に設定されてもよい。例えば、変数x,…,xのそれぞれが二値変数x∈{b0,i,b1,i}であり、各{b0,i,b1,i}がiにより異なっていてもよい。特に、二値変数xが0-1変数である場合、(b0,i,b1,i)=(0,1)であるか(b0,i,b1,i)=(1,0)であるかが、iにより異なっていてもよい。入力される多変数多項式f(x,…,xN-1)に限定はない。例えば、多変数多項式f(x,…,xN-1)は、最小化することを目的とするなんらかの目的関数または当該目的関数と等価な関数である。多変数多項式f(x,…,xN-1)の一例は、組合せ最適化問題の目的関数またはそれと等価な関数(例えば、イジングハミルトニアン)を表す0-1変数に関する多変数多項式である。また、出力される多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)は、j=0,…,J-1について、複数の項に共通する要約項xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)部分を互いに同一の追加変数aで置換して得られるものである。多変数多項式hは、j=0,…,J-1についての制約式s(a,xz(j,0),…,xz(j,M(j)-1))を多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)に加算して得られるものである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the principle of the embodiment will be described.
In an embodiment, a common divisor (summary term) of multiple monomials in the target multivariate polynomial is found, and this summary term is replaced with an additional variable (also called an "auxiliary variable"), and a constraint is added that requires the summary term and the additional variable to have the same value so that the meaning of the target multivariate polynomial does not change. That is, the conversion unit receives as input a multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) for N variables x 0 , ..., x N-1 , and converts the multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) obtained by replacing divisors (summarize terms) xz(j,0) ... xz(j,M(j)-1) common to a plurality of terms (monomials ) in the multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) with the same additional variable a j , and a constraint equation s(a j , xz(j,0) , ... , xz(j,M(j)-1) which is a function (Summarize Divisor) that takes the minimum value when a j =xz(j,0) ... xz(j,M(j)-1). ), and obtain and output the multivariate polynomial h(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) = g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) + s(a 0 , x z(0,0) , ..., x z(0,M(0)-1) ) + ... + s(a J-1 , x z(J-1,0) , ..., x z(J-1,M(J-1)) ). Here, J is a positive integer representing the number of summary terms, N is an integer of 2 or more representing the number of types of variables, M(j) is an integer of 2 or more representing the number of variables constituting the j-th summary term, and satisfies 2≦M(j)≦N, j=0,...,J-1, m=0,...,M(j)-1, and z(j,m)∈{0,...,N-1} is the function value for (j,m). For all j=0,...,J-1, the value of M(j) may be the same (e.g., M(0)=M(1)=...=M(J-1)=2), or may not be the same (e.g., M(0)=3, M(1)=2,...,M(J-1)=2). The variables x 0 , ..., x N-1 may be any variables, but for example, each of the variables x 0 , ..., x N-1 may be a binary variable x i ∈{b 0 , b 1 }, where b 0 ≠ b 1. However, i=0, ..., N-1. In particular, when the binary variable x i is a 0-1 variable, b 0 =0 and b 1 =1. The possible values for each variable x i may be set individually for each i. For example, each of the variables x 1 , ..., x N may be a binary variable x i ∈{b 0,i , b 1,i }, where each {b 0,i , b 1,i } may be different depending on i. In particular, when the binary variable x i is a 0-1 variable, (b 0,i , b 1,i )=(0,1) or (b 0,i , b 1,i )=(1,0) may differ depending on i. There is no limitation on the input multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ). For example, the multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) is some objective function to be minimized or a function equivalent to the objective function. One example of the multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) is a multivariate polynomial for 0-1 variables that represents the objective function of a combinatorial optimization problem or a function equivalent thereto (for example, the Ising Hamiltonian). Moreover, the output multivariate polynomial g( x0 ,..., xN-1 , a0 ,..., aJ-1 ) is obtained by replacing the summary terms xz(j,0) ... xz(j,M(j)-1) common to a plurality of terms with the same additional variable aj for j=0,...,J-1. The multivariate polynomial h is obtained by adding the constraint equation s(aj,xz(j,0),...,xz(j,M(j)-1)) for j = 0 , ... ,J-1 to the multivariate polynomial g(x0,...,xN -1 , a0 ,..., aJ-1 ).

このように、複数の項に共通する要約項xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)部分を互いに同一の追加変数aで置換するため、任意の次数の多変数多項式f(x,…,xN-1)の変数を、従来よりも少ない個数の変数によって、次数の低い多変数多項式h(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)に変換することができる。例えば、0-1変数に関する任意の次数の多変数多項式を、従来よりも少ない追加変数で、QUBOの目的関数やそれと等価なイジングハミルトニアンに変換することができる。また、制約式s(a,xz(j,0),…,xz(j,M(j)-1))が加算されることで、置き換え前の要約項xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)と追加変数aとの同一性が担保される。 In this way, since the summary terms xz(j,0) ... xz(j,M(j)-1) common to multiple terms are replaced with the same additional variable aj , the variables of a multivariate polynomial f( x0 , ...,xN -1 ) of any degree can be converted into a multivariate polynomial h( x0 , ...,xN -1 , a0 , ..., aJ-1 ) of a lower degree with fewer variables than before. For example, a multivariate polynomial of any degree regarding 0-1 variables can be converted into a QUBO objective function or an Ising Hamiltonian equivalent thereto with fewer additional variables than before. In addition, the constraint equation s( aj , xz(j,0) , ...,xz (j,M(j)-1) is added, thereby ensuring the identity of the summary terms xz(j,0) ... xz(j,M(j)-1) before replacement and the additional variable aj .

例えば、多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)は、複数の追加変数の積によって置換された項を含んでもよい。すなわち、多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)は、R個の追加変数aj(0),…,aj(R-1)の積aj(0)…aj(R-1)によって多変数多項式f(x,…,xN-1)の或る項の一部または全部を置換して得られる項を持っていてもよい。ここで、Rが2以上の整数であり、r=0,…,R-1であり、j(r)がrの関数値であり、{j(0),…,j(R-1)}⊂{0,…,J-1}である。これにより、項の次数を効率的に減らすことができる。 For example, the multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) may include terms replaced by the product of multiple additional variables. That is, the multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) may have terms obtained by replacing some or all of certain terms of the multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) by the product a j(0 ) ... a j( R-1) of R additional variables a j(0) ... a j(R-1) . Here, R is an integer equal to or greater than 2, r = 0, ..., R-1, j(r) is a function value of r, and {j(0), ..., j(R-1)} ⊂ {0, ..., J-1}. This allows the degree of the terms to be efficiently reduced.

例えば、多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)が、複数の追加変数の積によって置換された項を複数個持ち、それらの複数の項の一部の追加変数のみが互いに同一であってもよい。すなわち、多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)は、さらに、R’個の追加変数aj’(0),…,aj’(R’-1)の積aj’(0)…aj’(R’-1)によって多変数多項式f(x,…,xN-1)の或る項の一部または全部を置換して得られた項を持ち、R個の追加変数aj(0),…,aj(R-1)の一部のみが、R’個の追加変数aj’(0),…,aj’(R’-1)の集合に含まれてもよい。ここで、R’は2以上の整数であり、r’=0,…,R’-1であり、j(r’)がr’の関数値であり、{j’(0),…,j’(R’-1)}⊂{0,…,J-1}である。これにより、項の次数を効率的に減らすことができる。 For example, the multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) may have a plurality of terms replaced by the product of a plurality of additional variables, and only some of the additional variables of the plurality of terms may be identical to one another. In other words, the multivariate polynomial g (x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) may further have a term obtained by replacing some or all of a certain term of the multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) by the product a j '(0) ...a j'(R'-1) of R' additional variables a j'(0) ...a j'(R'-1), and only some of the R additional variables a j(0) ...a j(R-1) may be included in the set of the R' additional variables a j'(0) ...a j'(R'-1) . where R' is an integer equal to or greater than 2, r' = 0, ..., R'-1, j(r') is a function value of r', and {j'(0), ..., j'(R'-1)} ⊂ {0, ..., J-1}. This allows for an efficient reduction in the order of terms.

例えば、多変数多項式f(x,…,xN-1)の少なくとも何れかの項は3次以上の次数の単項式であり、多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)の項は2次以下の次数の単項式である。例えば、多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)のすべての項が2次の単項式である。例えば、2つ追加変数の積で少なくとも一部の単項式が表現されるように約数を選択することで、対象の多変数多項式を2次式とする。 For example, at least some of the terms of the multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) are monomials of degree 3 or higher, and the terms of the multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) are monomials of degree 2 or lower. For example, all of the terms of the multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) are monomials of degree 2 or lower. For example, the target multivariate polynomial is made into a quadratic expression by selecting divisors such that at least some of the monomials are expressed as a product of two additional variables.

また、制約式s(a,xz(j,0),…,xz(j,M(j)-1))に限定はないが、例えば、変数x,…,xN-1のそれぞれが0-1変数x∈{0,1}である場合、以下の式(1)を制約式s(a,xz(j,0),…,xz(j,M(j)-1))とすることができる。

Figure 0007613562000001

ここで、Aは変数(追加変数)であり、
Figure 0007613562000002

である。なお、#(A)は
Figure 0007613562000003

ビットで表現できる2進数表記された値を表している。 In addition, there is no limitation to the constraint equation s(a j , x z(j,0) , ..., x z(j,M(j)-1) ). For example, when each of variables x 0 , ..., x N-1 is a 0-1 variable x i ∈{0,1}, the following equation (1) can be the constraint equation s(a j , x z(j,0) , ..., x z(j,M(j)-1) ).
Figure 0007613562000001

where A m is a variable (additional variable),
Figure 0007613562000002

In addition, #(A) is
Figure 0007613562000003

It represents a binary value that can be expressed by bits.

ここで、式(1)の右辺第1項はx,…,xM(j)∈{0,1}に含まれる1の個数x+…+xM(j)が#(A)+aと等しいときに最小になる(事実1)。一方、式(1)の右辺第2項は、Aが1つ以上0ならばaが0のときに最小になる。したがって、式(1)の右辺第2項は、aが1ならばAがすべて1のときに最小になる。式(2)より「Aがすべて1」と「#(A)=M(j)-1」は同値である。したがって、aが1ならば#(A)=M(j)-1のときに式(1)の右辺第2項が最小になる。すなわち、a=1ならば、#(A)+a=M(j)のときに式(1)の右辺第2項が最小になる。つまり、式(1)の右辺第2項は、「#(A)+a=M(j)⇔a=1」で最小になる(事実2)。事実1,2より、「x,…,xM(j)∈{0,1}に含まれる1の個数x+…+xM(j)=M(j)⇔a=1」のとき、式(1)は最小になる。したがって、「x,…,xM(j)がすべて1⇔a=1」のとき、式(1)は最小になる。よって、式(1)はa=x…xM(j)で最小になる。 Here, the first term on the right hand side of equation (1) is minimized when the number of 1s, x 0 +...+x M(j), contained in x 0 ,...,x M(j) ∈{0,1} is equal to #(A)+a j (Fact 1). On the other hand, the second term on the right hand side of equation (1) is minimized when a j is 0 if one or more of A m are 0. Therefore, the second term on the right hand side of equation (1) is minimized when all A m are 1 if a j is 1. From equation (2), "all A m are 1" and "#(A)=M(j)-1" are equivalent. Therefore, if a j is 1, the second term on the right hand side of equation (1) is minimized when #(A)=M(j)-1. In other words, if a j =1, the second term on the right hand side of equation (1) is minimized when #(A)+a j =M(j). In other words, the second term on the right-hand side of equation (1) is minimized when #(A) + aj = M(j) aj = 1 (Fact 2). From facts 1 and 2, equation (1) is minimized when the number of 1s contained in x0 , ..., xM (j) ∈ {0, 1} is x0 + ... + xM (j) = M(j) aj = 1. Therefore, equation (1) is minimized when x0 , ..., xM(j) are all 1 aj = 1. Therefore, equation (1) is minimized when aj = x0 ... xM(j) .

[第1実施形態]
次に、第1実施形態を説明する。以降、説明済の事項については同じ記号を用いて説明を省略する。
<構成>
図1に例示するように、本実施形態の多項式変換装置1は、変換部10、記憶部13、および制御部14を有する。ここで、本実施形態で例示する変換部10は、要約項選択部11および要約項変換部12を有する。しかし、これらは本発明を限定するものではなく、複数の処理部の少なくとも一部の機能が融合されてもよい。また、各処理は制御部14の制御の下で実行され、各処理で得られたデータは記憶部13に格納され、必要に応じて他の処理で読み出されて利用される。
[First embodiment]
Next, a first embodiment will be described. Hereinafter, the same symbols will be used for matters that have already been described and the description will be omitted.
<Configuration>
As illustrated in Fig. 1, the polynomial conversion device 1 of this embodiment has a conversion unit 10, a storage unit 13, and a control unit 14. Here, the conversion unit 10 illustrated in this embodiment has a summary term selection unit 11 and a summary term conversion unit 12. However, these do not limit the present invention, and at least some functions of multiple processing units may be integrated. Furthermore, each process is executed under the control of the control unit 14, and data obtained in each process is stored in the storage unit 13 and is read out and used in other processes as necessary.

<処理>
本実施形態の多項式変換処理を例示する。
多項式変換装置1の変換部10には、変換対象の多変数多項式f(x,…,xN-1)が入力される。多変数多項式f(x,…,xN-1)に限定はないが、例えば、組合せ最適化問題の目的関数またはそれと等価な関数(例えば、イジングハミルトニアン)を表す0-1変数に関する多変数多項式f(x,…,xN-1)が入力される。
<Processing>
The polynomial conversion process of this embodiment will be illustrated.
A multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) to be converted is input to the conversion unit 10 of the polynomial conversion device 1. There is no limitation on the multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ), but for example, a multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) with respect to 0-1 variables that represents an objective function of a combinatorial optimization problem or a function equivalent thereto (for example, an Ising Hamiltonian) is input.

変換部10は、入力された多変数多項式f(x,…,xN-1)における複数の項に共通する約数(要約項)xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)部分を互いに同一の追加変数aで置換して得られる多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)と、a=xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)のときに最小値をとる制約式s(a,xz(j,0),…,xz(j,M(j)-1))と、を加算した多変数多項式h(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)=g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)+s(a,xz(0,0),…,xz(0,M(0)-1))+…+s(aJ-1,xz(J-1,0),…,xz(J-1,M(J-1)))を得て出力する。 The conversion unit 10 converts a multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) obtained by replacing the divisors (summary terms) xz(j,0) ... xz(j,M(j)-1) common to a plurality of terms in the input multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) with the same additional variable a j to obtain a multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) and a constraint equation s(a j , xz(j,0) , ..., xz(j,M(j)-1) ) which takes the minimum value when a j = xz(j,0) ... xz(j,M(j)-1). The conversion unit 10 converts a multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) obtained by adding the constraint equation s(a j , xz(j,0) , ..., xz(j,M ( j)-1 ) ) which takes the minimum value when a j = xz(j,0) ... xz(j,M (j )-1) . J-1 ) + s(a 0 , x z(0,0) , ..., x z(0,M(0)-1) ) + ... + s(a J-1 , x z(J-1,0) , ..., x z(J-1,M(J-1)) ) is obtained and output.

図2を用いて、本実施形態の関数変換処理を例示する。
変換部10の要約項選択部11には、多変数多項式f(x,…,xN-1)が入力される。要約項選択部11は、j=0,…,J-1について、多変数多項式f(x,…,xN-1)の複数の項に共通する要約項xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)を選択して出力する。要約項xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)の選択方法に限定はないが、例えば、ヒューリスティック探索によって要約項xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)が選択されてもよい。この詳細は後述する(ステップS11)。
The function conversion process of this embodiment will be illustrated with reference to FIG.
A multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) is input to the summary term selection unit 11 of the conversion unit 10. The summary term selection unit 11 selects and outputs summary terms xz(j,0) ... xz(j,M(j)-1) that are common to multiple terms of the multivariate polynomial f( x 0 , ..., x N-1 ) for j=0, ...,J-1. There is no limitation on the method of selecting the summary terms xz(j,0) ... xz(j,M(j)-1) , but for example, the summary terms xz(j,0) ... xz (j,M(j)-1) may be selected by heuristic search. This will be described in detail later (step S11).

変換部10の要約項変換部12には、多変数多項式f(x,…,xN-1)、および要約項選択部11から出力された=0,…,J-1についての要約項xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)が入力される。要約項変換部12は、多変数多項式f(x,…,xN-1)における要約項xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)部分を追加変数aで置換して得られる多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)と、制約式s(a,xz(j,0),…,xz(j,M(j)-1))と、を加算した多変数多項式h(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)を得て出力する(ステップS12)。 The multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) and the summary terms x z(j ,0) ... x z( j,M(j)-1) for =0, ...,J-1 output from the summary term selection unit 11 are input to the summary term conversion unit 12 of the conversion unit 10. The summary term conversion unit 12 obtains and outputs a multivariate polynomial h( x0 , ..., xN-1 , a0, ... , aJ -1 ) by adding a multivariate polynomial g( x0 , ..., xN -1 , a0 , ..., aJ-1 ) obtained by replacing the summary term xz (j,0) ... xz(j, M(j)-1) in the multivariate polynomial f(x0, ..., xN-1) with an additional variable aj and a constraint equation s(aj, xz(j,0), ..., xz(j, M(j)-1) ) ( step S12 ) .

<ヒューリスティック探索による要約項の選択>
N種類の変数x,…,xN-1からJ個の要約項を選択する際の候補はO(2N^J)通りあるため、全探索によって最適な要約項を選択することは困難である。そのため、ヒューリスティック探索によって要約項を選択してもよい。図3および図4に、ヒューリスティック探索によって要約項を選択するため手順を例示する。
<Summary Term Selection by Heuristic Search>
When selecting J summary terms from N types of variables x 0 , ..., x N-1, there are O(2 N^J ) candidates, so it is difficult to select the optimal summary term by exhaustive search. Therefore, summary terms may be selected by heuristic search. Figures 3 and 4 show an example of a procedure for selecting summary terms by heuristic search.

図3に例示するように、要約項選択部11は、多変数多項式f(x,…,xN-1)を構成する単項式(項:terms)のうち、2次単項式にするための要約項候補(約数の候補)を持つものをhalf_termに格納する(ステップS111)。次に、termsとhalf_termの双方が空になるまで、以下のステップS112からS119を繰り返す。要約項選択部11は、ヒューリスティックな評価スコア(score(terms, half_terms, candidate))が最大の部分単項式(要約項候補:candidates)から優先して要約項(summarized_term)への置き換えを行う(ステップS112)。なお、評価スコア(score(terms, half_terms, candidate))は図4に従って定められる(ステップS1121からS1124)。すなわち、要約項選択部11は、未置換の単項式1つをtermsから一気に置換完了するとスコア+2とし(評価スコアを2増やし)(ステップS1121)、未置換の単項式1つをtermsからhalf_termsに移動するとスコア+1とし(評価スコアを1増やし)(ステップS1122)、x,…,xN-1のいずれかとの組み合わせにより未置換の単項式1つをhalf_termsから置換完了するとスコア+1とし(ステップS1123)、置き換え済みの要約項のいずれかとの組み合わせにより未置換の単項式1つをhalf_termsから置換完了するとスコア+1とする(ステップS1124)。 As shown in Fig. 3, the summary term selection unit 11 stores in half_term those monomials (terms) constituting the multivariate polynomial f( x0 , ..., xN-1 ) that have summary term candidates (divisor candidates) for converting them into quadratic monomials (step S111). Next, the following steps S112 to S119 are repeated until both terms and half_term are empty. The summary term selection unit 11 replaces partial monomials (summary term candidates) with the maximum heuristic evaluation score (score(terms, half_terms, candidate)) with summary terms (summarized_term) first (step S112). The evaluation score (score(terms, half_terms, candidate)) is determined according to Fig. 4 (steps S1121 to S1124). That is, the summary term selection unit 11 adds a score of +2 when it completes replacing one unreplaced monomial from terms in one go (increases the evaluation score by 2) (step S1121), adds a score of +1 when it moves one unreplaced monomial from terms to half_terms (increases the evaluation score by 1) (step S1122), adds a score of +1 when it completes replacing one unreplaced monomial from half_terms in combination with any of x 0 , ..., x N-1 (step S1123), and adds a score of +1 when it completes replacing one unreplaced monomial from half_terms in combination with any of the replaced summary terms (step S1124).

図3に例示するように、要約項選択部11は、half_termに格納された項(terms)についてステップS113からS116を繰り返す。すなわち、要約項選択部11は、要約項が部分単項式となる単項式のみを対象とし(ステップS113)、対象の単項式(項:terms)が要約項そのものか、要約項×既存の変数となる場合は置換完了とし(ステップS114)、選択した要約項とすでに登録されている(置換済みの)要約項との積となる場合は置換完了とし(ステップS115)、対象の単項式(項:terms)が除去(置換)できなかった場合には、当該単項式(項:terms)を要約項候補(candidates)に追加する(ステップS116)。なお、ステップS115では、選択した要約項とすでに登録されている要約項とが重複する変数を含んでいてもよい。As shown in FIG. 3, the summary term selection unit 11 repeats steps S113 to S116 for the terms stored in half_term. That is, the summary term selection unit 11 targets only monomials whose summary terms are partial monomials (step S113), and if the target monomial (term) is the summary term itself or a summary term x an existing variable, the replacement is completed (step S114), if the target monomial (term) is the product of the selected summary term and an already registered (replaced) summary term, the replacement is completed (step S115), and if the target monomial (term) cannot be removed (replaced), the monomial (term) is added to the summary term candidates (candidates) (step S116). In step S115, the selected summary term and the already registered summary term may contain overlapping variables.

次に要約項選択部11は、termに格納された項についてステップS117からS119を繰り返す。すなわち、要約項選択部11は、要約項が部分単項式となる単項式のみを対象とし(ステップS117)、termが要約項そのものか、要約項×既存の変数となる場合は置換完了とし(ステップS118)、その他の場合はhalf_termsに対象の単項式を移動する(ステップS119)。Next, the summary term selection unit 11 repeats steps S117 to S119 for the term stored in term. That is, the summary term selection unit 11 targets only monomials whose summary term is a partial monomial (step S117), and if term is the summary term itself or summary term × existing variable, the replacement is completed (step S118), and otherwise moves the target monomial to half_terms (step S119).

<具体例>
以下に5個の0-1変数x,…,xに関する多変数多項式f(x,…,x)を変換対象とする例を示す。
変換対象の多変数多項式:
f(x,…,x
=A+A+A+A+A
+A+A+A+A
10+A11+A12+A13+A14
<Specific examples>
An example in which a multivariate polynomial f(x 0 , . . . , x 4 ) regarding five 0-1 variables x 0 , . . . , x 4 is the conversion target is shown below.
A multivariate polynomial to transform:
f( x0 ,..., x4 )
=A 0 x 0 x 1 x 2 x 3 +A 1 x 0 x 1 x 2 x 4 +A 2 x 0 x 1 x 2 +A 3 x 0 x 1 x 3 x 4 +A 4 x 0 x 1 x 3 +
A 5 x 0 x 1 x 4 +A 6 x 0 x 2 x 3 x 4 +A 7 x 0 x 2 x 3 +A 8 x 0 x 2 x 4 +A 9 x 0 x 3 x 4 +
A 10 x 1 x 2 x 3 x 4 +A 11 x 1 x 2 x 3 +A 12 x 1 x 2 x 4 +A 13 x 1 x 3 x 4 +A 14 x 2 x 3 x 4

要約項:
=x
=x
=x
=x
=x
Summary section:
a 0 = x 0 x 1 x 4
a1 = x0 x1
a2 = x0 x4
a3 = x1 x4
a4 = x2 x3

多変数多項式:
g(x,…,x
=A+A+A+A+A
+A+A+A+A
10+A11+A12+A13+A14
Multivariate polynomials:
g( x0 ,..., x4 )
= A 0 a 1 a 4 + A 1 a 0 x 2 + A 2 a 1 x 2 + A 3 a 0 x 3 + A 4 a 1 x 3 +
A 5 a 0 x 4 + A 6 a 2 a 4 + A 7 x 0 a 4 + A 8 a 2 x 2 + A 9 a 2 x 3 +
A 10 x 1 a 4 x 4 +A 11 x 1 a 4 +A 12 a 3 x 2 +A 13 a 3 x 3 +A 14 a 4 x 4

制約式:
s(a,x,x,x
s(a,x,x
s(a,x,x
s(a,x,x
s(a,x,x
Constraint formula:
s(a 0 , x 0 , x 1 , x 4 )
s(a 1 , x 0 , x 1 )
s(a 2 , x 0 , x 4 )
s(a 3 , x 1 , x 4 )
s(a 4 , x 2 , x 3 )

出力される多変数多項式:
h(x,…,x
=A+A+A+A+A
+A+A+A+A
10+A11+A12+A13+A14
s(a,x,x,x)+
s(a,x,x)+
s(a,x,x)+
s(a,x,x)+
s(a,x,x
The output multivariate polynomial:
h( x0 ,..., x4 )
= A 0 a 1 a 4 + A 1 a 0 x 2 + A 2 a 1 x 2 + A 3 a 0 x 3 + A 4 a 1 x 3 +
A 5 a 0 x 4 + A 6 a 2 a 4 + A 7 x 0 a 4 + A 8 a 2 x 2 + A 9 a 2 x 3 +
A 10 x 1 a 4 x 4 +A 11 x 1 a 4 +A 12 a 3 x 2 +A 13 a 3 x 3 +A 14 a 4 x 4 +
s(a 0 , x 0 , x 1 , x 4 )+
s(a 1 , x 0 , x 1 )+
s(a 2 , x 0 , x 4 )+
s(a 3 , x 1 , x 4 )+
s(a 4 , x 2 , x 3 )

<実験結果>
図5に本実施形態の効果を示すための実験結果を示す。この実験では、N個の0-1変数x,…,xN-1に関する3次単項式をすべて足し合わせた多変数多項式f(x,…,xN-1)を変換対象とし、本実施形態によって追加変数の個数がどの程度削減されるかを確認した。図5の横軸は変数の種類数Nを表し、縦軸は追加変数の個数を表す。また、実線は本実施形態の単項式置換を行った場合の実験結果を例示しており、破線は本実施形態の単項式置換を行っていない場合(従来手法の場合)実験結果を例示している。図5に例示するように、本実施形態の単項式置換を行うことで追加変数の個数が削減され、その効果はNが大きいほど大きいものとなった。
<Experimental Results>
FIG. 5 shows the results of an experiment to demonstrate the effect of this embodiment. In this experiment, a multivariate polynomial f(x 0 , . . . , x N- 1 ) obtained by adding up all the cubic monomials related to N 0-1 variables x 0 , . . . , x N-1 was used as the conversion target, and the extent to which the number of added variables was reduced by this embodiment was confirmed. The horizontal axis of FIG. 5 represents the number of types of variables N, and the vertical axis represents the number of added variables. The solid line illustrates the experimental results when the monomial substitution of this embodiment is performed, and the dashed line illustrates the experimental results when the monomial substitution of this embodiment is not performed (in the case of the conventional method). As illustrated in FIG. 5, the number of added variables is reduced by performing the monomial substitution of this embodiment, and the effect is greater as N is larger.

[第2実施形態]
図示していない関数変換装置が、入力されたN個の変数x,…,xN-1に関する任意の次数の多変数関数F(x,…,xN-1)を、以下のように変数x,…,xN-1に関する多変数多項式f(x,…,xN-1)に変換し、第1実施形態の多項式変換装置1(図1)が当該多変数多項式f(x,…,xN-1)を前述のように多変数多項式h(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)に変換して出力してもよい。
[Second embodiment]
A function transformation device (not shown) may transform a multivariable function F(x 0 , ..., x N-1 ) of any degree related to N input variables x 0 , ..., x N -1 into a multivariable polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) related to variables x 0 , ..., x N -1 as follows, and the polynomial transformation device 1 (FIG. 1) of the first embodiment may transform the multivariable polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) into a multivariable polynomial h(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) as described above and output it.

この関数変換装置は、例えば、多変数関数F(x,…,xN-1)を入力とし、少なくとも一部の組(s,…,sN-1)についてF(s,…,sN-1)P(s,…,sN-1,x,…,xN-1)を足し合わせた多変数多項式f(x,…,xN-1)を得て出力する。例えば、関数変換装置は、組(x,…,xN-1)の定義域dに属する組(s,…,sN-1)∈dについてF(s,…,sN-1)P(s,…,sN-1,x,…,xN-1)を足し合わせた多変数多項式f(x,…,xN-1)を得て出力する。

Figure 0007613562000004

あるいは、関数変換装置は、すべての組(s,…,sN-1)∈uについてF(s,…,sN-1)P(s,…,sN-1,x,…,xN-1)を足し合わせた多変数多項式f(x,…,xN-1)を得て出力してもよい。
Figure 0007613562000005
This function transformation device, for example, takes as input a multivariate function F(x 0 , ..., x N-1 ) and derives and outputs a multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) by adding F(s 0 , ..., s N-1 )P(s 0 , ..., s N-1 , x 0 , ..., x N-1 ) for at least some of the pairs (s 0 , ..., s N-1 ). For example, the function transformation device obtains and outputs a multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) by adding F(s 0 , ..., s N-1 ) P(s 0 , ..., s N-1 , x 0 , ..., x N-1 ) for a set (s 0 , ..., s N-1 ) ∈ d x that belongs to a domain d x of the set (x 0 , ..., x N-1 ).
Figure 0007613562000004

Alternatively, the function transformation device may obtain and output a multivariate polynomial f (x 0 , ..., x N-1 ) by adding up F(s 0 , ..., s N-1 )P(s 0 , ..., s N-1 , x 0 , ..., x N-1 ) for all pairs (s 0 , ..., s N-1 ) ∈ u x.
Figure 0007613562000005

ここで、N個のs,…,sN-1は変数であり、(s,…,sN-1)=(x,…,xN-1)のときにP(s,…,sN-1,x,…,xN-1)=1であり、(s,…,sN-1)≠(x,…,xN-1)のときにP(s,…,sN-1,x,…,xN-1)=0である。例えば、変数x,…,xN-1のそれぞれが二値変数x∈{0,1}であり、変数s,…,sN-1のそれぞれが二値変数s∈{0,1}であり、i=0,…,N-1であり、x =1-xであり、s=1のときx(+)s=xであり、s=0のときx(+)s=x であり、P(s,…,sN-1,x,…,xN-1)=Π0≦i≦N-1(x(+)s)である。 Here, the N s 0 , ..., s N-1 are variables, and when (s 0 , ..., s N-1 ) = (x 0 , ..., x N-1 ), P(s 0 , ..., s N-1 , x 0 , ..., x N-1 ) = 1, and when (s 0 , ..., s N-1 ) ≠ (x 0 , ..., x N-1 ), P(s 0 , ..., s N-1 , x 0 , ..., x N-1 ) = 0. For example, each of the variables x 0 , ..., x N-1 is a binary variable x i ∈{0,1}, each of the variables s 0 , ..., s N-1 is a binary variable s i ∈{0,1}, i = 0, ..., N-1, x i - = 1 - x i , when s i = 1, x i (+)s i = x i , when s i = 0, x i (+)s i = x i - , and P(s 0 , ..., s N-1 , x 0 , ..., x N-1 ) = Π 0≦i≦N-1 (x i (+)s i ).

例えば、関数変換装置は、多変数関数F(x,…,xN-1)を入力とし、少なくとも一部の組(s,…,sN-1)についての多変数関数値F(s,…,sN-1)を得る多変数関数値生成部と、多変数関数値F(s,…,sN-1)を入力とし、少なくとも一部の組(s,…,sN-1)についてF(s,…,sN-1)P(s,…,sN-1,x,…,xN-1)を足し合わせた多変数多項式f(x,…,xN-1)を得て出力する多変数多項式生成部と、を有していてもよい。 For example, the function transformation device may have a multivariable function value generation unit that receives a multivariable function F(x 0 , ..., x N-1 ) as input and obtains a multivariable function value F(s 0 , ..., s N-1 ) for at least some of the sets (s 0 , ..., s N-1 ), and a multivariable polynomial generation unit that receives the multivariable function value F(s 0 , ..., s N-1 ) as input and obtains and outputs a multivariable polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) by adding F(s 0 , ..., s N-1 ) P(s 0 , ..., s N-1 , x 0 , ..., x N- 1 ) for at least some of the sets (s 0 , ..., s N-1 ).

[第3実施形態]
多変数関数F(x,…,xN-1)が制約条件付き多変数関数である場合、特定の制約条件を満たす(x,…,xN-1)は有効であるが、当該制約条件を満たさない(x,…,xN-1)は無効である。例えば、組合せ最適化問題の目的関数やそれに対応するQUBOの目的関数やイジングハミルトニアンは、組合せ最適化問題として有効な解を表現するための制約条件関数と、有効な解の中でより適した解を表現するためのコスト関数とを加算したものとなる。例えば、制約条件関数は、有効な解(制約条件を満たす(x,…,xN-1))のときにゼロ、無効な解(制約条件を満たさない(x,…,xN-1))のときに大きな値を取り、コスト関数は、制約条件関数に比べて小さな値で解の評価を表す。組合せ最適化問題の解は、このような目的関数やイジングハミルトニアンを最小化するように求められる。この場合、無効な解(制約条件を満たさない(x,…,xN-1))に対する制約条件関数の値は大きくなり、コスト関数の値は意味をなさない。制約条件を満たさない(x,…,xN-1)に対する制約条件付き多変数関数F(x,…,xN-1)の値は意味をなさず、このような制約条件付き多変数関数F(x,…,xN-1)の値にはどのような値を設定しても実用上問題ない。そのため、実用上問題のない多変数関数F(x,…,xN-1)の値を変更し、多変数多項式f(x,…,xN-1)を展開した際の項数(xiに関する項および定数項の合計数)を少なくしてもよい。
[Third embodiment]
When a multivariate function F(x 0 , ..., x N-1 ) is a multivariate function with constraints, (x 0 , ..., x N-1 ) that satisfies a specific constraint is valid, but (x 0 , ..., x N-1 ) that does not satisfy the constraint is invalid. For example, the objective function of a combinatorial optimization problem and the corresponding objective function or Ising Hamiltonian of a QUBO are the sum of a constraint function for expressing a valid solution as a combinatorial optimization problem and a cost function for expressing a more suitable solution among the valid solutions. For example, the constraint function is zero for a valid solution ((x 0 , ..., x N-1 ) that satisfies the constraint) and takes a large value for an invalid solution ((x 0 , ..., x N-1 ) that does not satisfy the constraint), and the cost function represents the evaluation of the solution with a value smaller than that of the constraint function. A solution to a combinatorial optimization problem is found by minimizing such an objective function or Ising Hamiltonian. In this case, the value of the constraint function for an invalid solution ((x 0 , ..., x N-1 ) that does not satisfy the constraints) becomes large, and the value of the cost function becomes meaningless. The value of the constrained multivariable function F(x 0 , ..., x N-1 ) for (x 0 , ..., x N-1 ) that does not satisfy the constraints becomes meaningless, and there is no practical problem no matter what value is set for such a constrained multivariable function F(x 0 , ..., x N-1 ). Therefore, the value of the multivariable function F(x 0 , ..., x N-1 ) that does not cause any practical problem may be changed, and the number of terms (the total number of terms related to x i and constant terms) when the multivariable polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) is expanded may be reduced.

すなわち、図示していない関数変換装置が、入力されたN個の変数x,…,xN-1に関する任意の次数の制約条件付き多変数関数F(x,…,xN-1)を、以下のように変数x,…,xN-1に関する多変数多項式f(x,…,xN-1)に変換し、第1実施形態の多項式変換装置1(図1)が当該多変数多項式f(x,…,xN-1)を前述のように多変数多項式h(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)に変換して出力してもよい。 That is, a function transformation device (not shown) may transform a constrained multivariable function F(x 0 , ..., x N-1 ) of any degree for input N variables x 0 , ..., x N-1 into a multivariable polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) for variables x 0 , ..., x N-1 as follows, and the polynomial transformation device 1 of the first embodiment (FIG. 1 ) may transform the multivariable polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) into a multivariable polynomial h(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) as described above and output it .

この関数変換装置は、例えば、制約条件付き多変数関数F(x,…,xN-1)を入力とし、制約条件を満たす組(x,…,xN-1)と同一の(s,…,sN-1)についての多変数関数値F’(s,…,sN-1)をF(s,…,sN-1)とし、制約条件を満たさない組(x,…,xN-1)と同一の(s,…,sN-1)についての多変数関数値F’(s,…,sN-1)をF”(s,…,sN-1)とし、少なくとも一部の組(s,…,sN-1)についてF’(s,…,sN-1)P(s,…,sN-1,x,…,xN-1)を足し合わせた多変数多項式f(x,…,xN-1)を得て出力する。ただし、得られる多変数多項式f(x,…,xN-1)の項数は、少なくとも一部の組(s,…,sN-1)についてF(s,…,sN-1)P(s,…,sN-1,x,…,xN-1)を足し合わせた多変数多項式G(x,…,xN-1)の項数よりも少ない。 This function transformation device, for example, receives a constrained multivariable function F(x 0 , ..., x N-1 ), determines the multivariable function value F'(s 0 , ..., s N-1 ) for (s 0 , ..., s N-1 ) that is the same as the set (x 0 , ..., x N -1 ) that satisfies the constraint as F(s 0 , ..., s N-1 ), determines the multivariable function value F'(s 0 , ..., s N-1 ) for (s 0 , ..., s N-1 ) that is the same as the set (x 0 , ..., x N- 1 ) that does not satisfy the constraint as F"(s 0 , ..., s N-1 ), and calculates F'(s 0 , ..., s N-1 ) P( s 0 , ..., s N-1 , x 0 , ..., x N-1 ), and obtains and outputs a multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ). However, the number of terms in the obtained multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) is less than the number of terms in the multivariate polynomial G(x 0 , ..., x N-1 ) obtained by adding F(s 0 , ..., s N-1 )P(s 0 , ..., s N-1 , x 0 , ..., x N- 1 ) for at least some of the pairs (s 0 , ..., s N-1 ).

例えば、関数変換装置は、組(x,…,xN-1)の定義域dに属する組(s,…,sN-1)∈dについてF’(s,…,sN-1)P(s,…,sN-1,x,…,xN-1)を足し合わせた多変数多項式f(x,…,xN-1)を得て出力する。この場合の多変数多項式f(x,…,xN-1)の項数は、定義域dに属する組(s,…,sN-1)∈dについてF’(s,…,sN-1)P(s,…,sN-1,x,…,xN-1)を足し合わせた多変数多項式G(x,…,xN-1)の項数よりも少ない。あるいは、関数変換装置は、すべての組(s,…,sN-1)∈uについてF’(s,…,sN-1)P(s,…,sN-1,x,…,xN-1)を足し合わせた多変数多項式f(x,…,xN-1)を得て出力してもよい。この場合の多変数多項式f(x,…,xN-1)の項数は、すべての組(s,…,sN-1)∈uについてF’(s,…,sN-1)P(s,…,sN-1,x,…,xN-1)を足し合わせた多変数多項式G(x,…,xN-1)の項数よりも少ない。 For example, the function transformation device obtains and outputs a multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) by adding F'(s 0 , ..., s N -1 )P(s 0 , ..., s N-1 , x 0 , ..., x N-1 ) for a set (s 0 , ..., s N-1 ) ∈ d x that belongs to a domain d x of the set (x 0 , ..., x N-1 ). In this case, the number of terms of the multivariate polynomial f( x0 ,..., xN-1 ) is less than the number of terms of the multivariate polynomial G ( x0 ,...,xN -1 ) obtained by adding up F '( s0 ,..., sN-1 )P( s0 ,...,sN -1 , x0 ,...,xN -1) for sets (s0,...,sN-1 ) ∈dx belonging to the domain dx . Alternatively, the function transformation device may obtain and output the multivariate polynomial f( x0 ,..., xN-1 ) obtained by adding up F'( s0 ,...,sN -1 )P( s0 ,...,sN -1 , x0 ,..., xN-1 ) for all sets ( s0 ,..., sN-1 )∈ux. In this case, the number of terms in the multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) is less than the number of terms in the multivariate polynomial G(x 0 , ..., x N-1 ) obtained by adding up F'(s 0 , ..., s N -1 )P(s 0 , ..., s N -1 , x 0 , ..., x N -1 ) for all pairs (s 0 , ..., s N-1 )∈u x.

F”(s,…,sN-1)に限定はないが、例えば、変数x,…,xN-1∈{0,1}が二値変数であり、変数s,…,sN-1∈{0,1}が二値変数であり、N個のk,…,kN-1∈{0,1}が二値変数であり、i=0,…,N-1であり、x =1-xであり、s=1のときx(+)s=xであり、s=0のときx(+)s=x であり、P(s,…,sN-1,x,…,xN-1)=Π0≦i≦N-1(x(+)s)である場合、F”(s,…,sN-1)は以下のように再帰的に定義される。

Figure 0007613562000006

である、 There is no limitation on F"(s 0 , ..., s N-1 ) but, for example, if variables x 0 , ..., x N-1 ∈{0,1} are binary variables, variables s 0 , ..., s N-1 ∈{0,1} are binary variables, N variables k 0 , ..., k N-1 ∈{0,1} are binary variables, i=0, ..., N-1, x i - =1-x i , when s i =1, x i (+)s i =x i , when s i =0, x i (+)s i =x i - , and P(s 0 , ..., s N-1 , x 0 , ..., x N-1 )=Π 0≦i≦N-1 (x i (+)s i ), then F"(s 0 , . . . , s N−1 ) are defined recursively as follows:
Figure 0007613562000006

That is,

例えば、関数変換装置は、制約条件付き多変数関数F(x,…,xN-1)を入力とし、少なくとも一部の組(s,…,sN-1)についての多変数関数値F’(s,…,sN-1)を得る多変数関数値生成部と、多変数関数値F’(s,…,sN-1)を入力とし、少なくとも一部の組(s,…,sN-1)についてF’(s,…,sN-1)P(s,…,sN-1,x,…,xN-1)を足し合わせた多変数多項式f(x,…,xN-1)を得て出力する多変数多項式生成部と、を有する。 For example, the function transformation device has a multivariable function value generation unit that receives a constrained multivariable function F(x 0 , ..., x N-1 ) as input and obtains a multivariable function value F'(s 0 , ..., s N-1 ) for at least some of the sets (s 0 , ..., s N-1 ), and a multivariable polynomial generation unit that receives the multivariable function value F'(s 0 , ..., s N-1 ) as input and obtains and outputs a multivariable polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) by adding F'(s 0 , ..., s N-1 )P(s 0 , ..., s N-1 , x 0 , ..., x N -1 ) for at least some of the sets (s 0 , ..., s N-1 ).

[ハードウェア構成]
各実施形態における多項式変換装置1は、例えば、CPU(central processing unit)等のプロセッサ(ハードウェア・プロセッサ)やRAM(random-access memory)・ROM(read-only memory)等のメモリ等を備える汎用または専用のコンピュータが所定のプログラムを実行することで構成される装置である。すなわち、各実施形態における多項式変換装置1は、例えば、それぞれが有する各部を実装するように構成された処理回路(processing circuitry)を有する。このコンピュータは1個のプロセッサやメモリを備えていてもよいし、複数個のプロセッサやメモリを備えていてもよい。このプログラムはコンピュータにインストールされてもよいし、予めROM等に記録されていてもよい。また、CPUのようにプログラムが読み込まれることで機能構成を実現する電子回路(circuitry)ではなく、単独で処理機能を実現する電子回路を用いて一部またはすべての処理部が構成されてもよい。また、1個の装置を構成する電子回路が複数のCPUを含んでいてもよい。
[Hardware configuration]
The polynomial conversion device 1 in each embodiment is a device configured by a general-purpose or dedicated computer having a processor (hardware processor) such as a CPU (central processing unit) and memories such as a RAM (random-access memory) and a ROM (read-only memory) executing a predetermined program. That is, the polynomial conversion device 1 in each embodiment has, for example, a processing circuit configured to implement each unit. This computer may have one processor and memory, or may have multiple processors and memories. This program may be installed in the computer, or may be recorded in a ROM or the like in advance. In addition, some or all of the processing units may be configured using electronic circuits that realize processing functions independently, rather than electronic circuits that realize functional configurations by reading programs like a CPU. In addition, an electronic circuit that configures one device may include multiple CPUs.

図6は、各実施形態における多項式変換装置1のハードウェア構成を例示したブロック図である。図6に例示するように、この例の多項式変換装置1は、CPU(Central Processing Unit)10a、入力部10b、出力部10c、RAM(Random Access Memory)10d、ROM(Read Only Memory)10e、補助記憶装置10f及びバス10gを有している。この例のCPU10aは、制御部10aa、演算部10ab及びレジスタ10acを有し、レジスタ10acに読み込まれた各種プログラムに従って様々な演算処理を実行する。また、入力部10bは、データが入力される入力端子、キーボード、マウス、タッチパネル等である。また、出力部10cは、データが出力される出力端子、ディスプレイ、所定のプログラムを読み込んだCPU10aによって制御されるLANカード等である。また、RAM10dは、SRAM (Static Random Access Memory)、DRAM (Dynamic Random Access Memory)等であり、所定のプログラムが格納されるプログラム領域10da及び各種データが格納されるデータ領域10dbを有している。また、補助記憶装置10fは、例えば、ハードディスク、MO(Magneto-Optical disc)、半導体メモリ等であり、所定のプログラムが格納されるプログラム領域10fa及び各種データが格納されるデータ領域10fbを有している。また、バス10gは、CPU10a、入力部10b、出力部10c、RAM10d、ROM10e及び補助記憶装置10fを、情報のやり取りが可能なように接続する。CPU10aは、読み込まれたOS(Operating System)プログラムに従い、補助記憶装置10fのプログラム領域10faに格納されているプログラムをRAM10dのプログラム領域10daに書き込む。同様にCPU10aは、補助記憶装置10fのデータ領域10fbに格納されている各種データを、RAM10dのデータ領域10dbに書き込む。そして、このプログラムやデータが書き込まれたRAM10d上のアドレスがCPU10aのレジスタ10acに格納される。CPU10aの制御部10aaは、レジスタ10acに格納されたこれらのアドレスを順次読み出し、読み出したアドレスが示すRAM10d上の領域からプログラムやデータを読み出し、そのプログラムが示す演算を演算部10abに順次実行させ、その演算結果をレジスタ10acに格納していく。このような構成により、多項式変換装置1の機能構成が実現される。 Figure 6 is a block diagram illustrating the hardware configuration of the polynomial conversion device 1 in each embodiment. As illustrated in Figure 6, the polynomial conversion device 1 in this example has a CPU (Central Processing Unit) 10a, an input unit 10b, an output unit 10c, a RAM (Random Access Memory) 10d, a ROM (Read Only Memory) 10e, an auxiliary storage device 10f, and a bus 10g. The CPU 10a in this example has a control unit 10aa, a calculation unit 10ab, and a register 10ac, and executes various calculation processes according to various programs loaded into the register 10ac. The input unit 10b is an input terminal to which data is input, a keyboard, a mouse, a touch panel, etc. The output unit 10c is an output terminal to which data is output, a display, a LAN card controlled by the CPU 10a that has loaded a specific program, etc. The RAM 10d is a static random access memory (SRAM), a dynamic random access memory (DRAM), or the like, and has a program area 10da in which a predetermined program is stored and a data area 10db in which various data is stored. The auxiliary storage device 10f is, for example, a hard disk, a magneto-optical disc (MO), a semiconductor memory, or the like, and has a program area 10fa in which a predetermined program is stored and a data area 10fb in which various data is stored. The bus 10g connects the CPU 10a, the input unit 10b, the output unit 10c, the RAM 10d, the ROM 10e, and the auxiliary storage device 10f so that information can be exchanged. The CPU 10a writes the program stored in the program area 10fa of the auxiliary storage device 10f to the program area 10da of the RAM 10d according to the loaded OS (Operating System) program. Similarly, the CPU 10a writes various data stored in the data area 10fb of the auxiliary storage device 10f to the data area 10db of the RAM 10d. The addresses on the RAM 10d to which the programs and data are written are then stored in the register 10ac of the CPU 10a. The control unit 10aa of the CPU 10a sequentially reads out these addresses stored in the register 10ac, reads out the programs and data from the areas on the RAM 10d indicated by the read addresses, causes the calculation unit 10ab to sequentially execute the calculations indicated by the programs, and stores the results of the calculations in the register 10ac. With this configuration, the functional configuration of the polynomial conversion device 1 is realized.

上述のプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例は非一時的な(non-transitory)記録媒体である。このような記録媒体の例は、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等である。The above-mentioned program can be recorded on a computer-readable recording medium. An example of a computer-readable recording medium is a non-transitory recording medium. Examples of such recording media include magnetic recording devices, optical disks, magneto-optical recording media, semiconductor memories, etc.

このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したDVD、CD-ROM等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。上述のように、このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の記憶装置に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるASP(Application Service Provider)型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、本形態におけるプログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの(コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等)を含むものとする。 The distribution of this program is, for example, by selling, transferring, lending, etc., portable recording media such as DVDs and CD-ROMs on which the program is recorded. Furthermore, the program may be distributed by storing the program in a storage device of a server computer and transferring the program from the server computer to other computers via a network. As described above, a computer that executes such a program, for example, first stores in its own storage device the program recorded in the portable recording medium or the program transferred from the server computer. Then, when executing the process, the computer reads the program stored in its own storage device and executes the process according to the read program. In addition, as another execution form of this program, the computer may read the program directly from the portable recording medium and execute the process according to the program, or, further, each time the program is transferred from the server computer to this computer, the computer may execute the process according to the received program. In addition, the server computer may not transfer the program to this computer, but may execute the above-mentioned process by a so-called ASP (Application Service Provider) type service that realizes the processing function only by issuing an execution instruction and obtaining the results. In this embodiment, the program includes information used for processing by an electronic computer and equivalent to a program (such as data that is not a direct instruction to a computer but has the nature of defining computer processing).

各実施形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、本装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。 In each embodiment, the device is configured by executing a specific program on a computer, but at least a portion of the processing content may be realized in hardware.

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the various processes described above may not only be executed in chronological order as described, but may also be executed in parallel or individually depending on the processing capacity of the device executing the processes or as necessary. Needless to say, other modifications may be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、例えば、量子アニーリングマシンやイジングマシンなどで組合せ最適化問題を解く際に利用できる。例えば、本発明によって、組合せ最適化問題の目的関数やそれと等価な0-1変数に関する多変数多項式f(x,…,x)を、少ない追加変数でQUBOの目的関数やそれと等価なイジングハミルトニアンに変換可能である。このように得られたQUBOの目的関数やイジングハミルトニアンを量子アニーリングマシンやイジングマシンなどに入力することで、高速に組合せ最適化問題を解くことができる。 The present invention can be used, for example, when solving combinatorial optimization problems using a quantum annealing machine or an Ising machine. For example, the present invention can convert the objective function of a combinatorial optimization problem or its equivalent multivariate polynomial f(x 1 , ..., x N ) with respect to 0-1 variables into a QUBO objective function or its equivalent Ising Hamiltonian with a small number of additional variables. By inputting the QUBO objective function or Ising Hamiltonian thus obtained into a quantum annealing machine or an Ising machine, the combinatorial optimization problem can be solved at high speed.

1 多項式変換装置
10 変換部
11 要約項選択部
12 要約項変換部
1 Polynomial conversion device 10 Conversion unit 11 Summary term selection unit 12 Summary term conversion unit

Claims (9)

Jが正整数であり、N,M(j)が2以上の整数であり、j=0,…,J-1であり、m=0,…,M(j)-1であり、z(j,m)∈{0,…,N-1}が(j,m)に対する関数値であり、
N個の変数x,…,xN-1に関する多変数多項式f(x,…,xN-1)を入力とし、前記多変数多項式f(x,…,xN-1)における複数の項に共通する約数xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)部分を互いに同一の追加変数aで置換して得られる多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)と、a=xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)のときに最小値をとる制約式s(a,xz(j,0),…,xz(j,M(j)-1))と、を加算した多変数多項式h(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)=g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)+s(a,xz(0,0),…,xz(0,M(0)-1))+…+s(aJ-1,xz(J-1,0),…,xz(J-1,M(J-1)))を得て出力する変換部を有し、
Rが2以上の整数であり、r=0,…,R-1であり、j(r)がrの関数値であり、{j(0),…,j(R-1)}⊂{0,…,J-1}であり、
前記多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)は、R個の追加変数aj(0),…,aj(R-1)の積aj(0)…aj(R-1)によって前記多変数多項式f(x,…,xN-1)の或る項の一部または全部を置換して得られる項を持ち、
前記追加変数aj(0),…,aj(R-1)のそれぞれは、j∈{j(0),…,j(R-1)}における前記追加変数aである、多項式変換装置。
J is a positive integer, N, M(j) are integers equal to or greater than 2, j = 0, ..., J-1, m = 0, ..., M(j)-1, and z(j,m) ∈ {0, ..., N-1} is a function value for (j,m),
A multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N- 1 ) for N variables x 0 , ..., x N-1 is input, and multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) is obtained by replacing the divisors x z(j,0) ... x z(j,M(j)-1) common to a plurality of terms in the multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) with the same additional variable a j , and a constraint equation s(a j , x z (j, 0 ) , ..., x z (j,M(j)-1) ) which takes the minimum value when a j = x z(j,0) ... x z(j,M(j)-1 ) is obtained by adding a multivariate polynomial h(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a a conversion unit that obtains and outputs g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) + s(a 0 , x z(0,0) , ..., x z(0,M(0)-1) ) + ... + s(a J-1 , x z(J-1,0) , ..., x z(J-1,M(J-1)) );
R is an integer equal to or greater than 1, r=0,...,R-1, j(r) is a function value of r, and {j(0),...,j(R-1)} ⊂ {0,...,J-1};
the multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) has terms obtained by replacing a part or all of certain terms of the multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) by a product a j (0) ... a j(R-1) of R additional variables a j(0) ... a j(R-1);
A polynomial transformation device, wherein each of the additional variables a j(0) , ..., a j(R-1) is the additional variable a j in jε{j(0), ..., j(R-1)}.
Jが正整数であり、N,M(j)が2以上の整数であり、j=0,…,J-1であり、m=0,…,M(j)-1であり、z(j,m)∈{0,…,N-1}が(j,m)に対する関数値であり、
N個の変数x,…,xN-1に関する多変数多項式f(x,…,xN-1)を入力とし、前記多変数多項式f(x,…,xN-1)における複数の項に共通する約数xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)部分を互いに同一の追加変数aで置換して得られる多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)と、a=xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)のときに最小値をとる制約式s(a,xz(j,0),…,xz(j,M(j)-1))と、を加算した多変数多項式h(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)=g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)+s(a,xz(0,0),…,xz(0,M(0)-1))+…+s(aJ-1,xz(J-1,0),…,xz(J-1,M(J-1)))を得て出力する変換部を有し、
Rが2以上の整数であり、r=0,…,R-1であり、j(r)がrの関数値であり、{j(0),…,j(R-1)}⊂{0,…,J-1}であり、
前記多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)は、R個の追加変数aj(0),…,aj(R-1)の積aj(0)…aj(R-1)によって前記多変数多項式f(x,…,xN-1)の或る項の一部または全部を置換して得られる項を持ち、
R’が2以上の整数であり、r’=0,…,R’-1であり、j(r’)がr’の関数値であり、{j’(0),…,j’(R’-1)}⊂{0,…,J-1}であり、
前記多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)は、さらに、R’個の追加変数aj’(0),…,aj’(R’-1)の積aj’(0)…aj’(R’-1)によって前記多変数多項式f(x,…,xN-1)の或る項の一部または全部を置換して得られた項を持ち、
前記R個の追加変数aj(0),…,aj(R-1)の一部のみが、前記R’個の追加変数aj’(0),…,aj’(R’-1)の集合に含まれる、多項式変換装置。
J is a positive integer, N, M(j) are integers equal to or greater than 2, j = 0, ..., J-1, m = 0, ..., M(j)-1, and z(j,m) ∈ {0, ..., N-1} is a function value for (j,m),
A multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N- 1 ) for N variables x 0 , ..., x N-1 is input, and multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) is obtained by replacing the divisors x z(j,0) ... x z(j,M(j)-1) common to a plurality of terms in the multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) with the same additional variable a j , and a constraint equation s(a j , x z (j, 0 ) , ..., x z (j,M(j)-1) ) which takes the minimum value when a j = x z(j,0) ... x z(j,M(j)-1 ) is obtained by adding a multivariate polynomial h(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a a conversion unit that obtains and outputs g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) + s(a 0 , x z(0,0) , ..., x z(0,M(0)-1) ) + ... + s(a J-1 , x z(J-1,0) , ..., x z(J-1,M(J-1)) );
R is an integer equal to or greater than 1, r=0,...,R-1, j(r) is a function value of r, and {j(0),...,j(R-1)} ⊂ {0,...,J-1};
the multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) has terms obtained by replacing a part or all of certain terms of the multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) by a product a j (0) ... a j(R-1) of R additional variables a j(0) ... a j(R-1);
R' is an integer equal to or greater than 2, r' = 0, ..., R'-1, j(r') is a function value of r', and {j'(0), ..., j'(R'-1)} ⊂ {0, ..., J-1};
the multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) further has a term obtained by replacing a part or all of a certain term of the multivariate polynomial f( x 0 , ..., x N -1 ) with a product a j'(0) ...a j'(R'-1) of R' additional variables a j'( 0 ) ...a j'(R'-1) ;
A polynomial transformation device, wherein only a portion of the R additional variables a j(0) , . . . , a j(R-1) is included in a set of the R' additional variables a j'(0) , . . . , a j'(R'-1) .
Jが正整数であり、N,M(j)が2以上の整数であり、j=0,…,J-1であり、m=0,…,M(j)-1であり、z(j,m)∈{0,…,N-1}が(j,m)に対する関数値であり、
N個の変数x,…,xN-1に関する多変数多項式f(x,…,xN-1)を入力とし、前記多変数多項式f(x,…,xN-1)における複数の項に共通する約数xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)部分を互いに同一の追加変数aで置換して得られる多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)と、a=xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)のときに最小値をとる制約式s(a,xz(j,0),…,xz(j,M(j)-1))と、を加算した多変数多項式h(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)=g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)+s(a,xz(0,0),…,xz(0,M(0)-1))+…+s(aJ-1,xz(J-1,0),…,xz(J-1,M(J-1)))を得て出力する変換部を有し、
Figure 0007613562000007

であり、Aが追加変数であり、
Figure 0007613562000008

である、多項式変換装置。
J is a positive integer, N, M(j) are integers equal to or greater than 2, j = 0, ..., J-1, m = 0, ..., M(j)-1, and z(j,m) ∈ {0, ..., N-1} is a function value for (j,m),
A multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N- 1 ) for N variables x 0 , ..., x N-1 is input, and multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) is obtained by replacing the divisors x z(j,0) ... x z(j,M(j)-1) common to a plurality of terms in the multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) with the same additional variable a j , and a constraint equation s(a j , x z (j, 0 ) , ..., x z (j,M(j)-1) ) which takes the minimum value when a j = x z(j,0) ... x z(j,M(j)-1 ) is obtained by adding a multivariate polynomial h(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a a conversion unit that obtains and outputs g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) + s(a 0 , x z(0,0) , ..., x z(0,M(0)-1) ) + ... + s(a J-1 , x z(J-1,0) , ..., x z(J-1,M(J-1)) );
Figure 0007613562000007

and A m is an additional variable,
Figure 0007613562000008

A polynomial conversion device.
請求項1から3の何れかの多項式変換装置であって、
前記変換部は、
前記多変数多項式f(x,…,xN-1)を入力とし、前記複数の項に共通する約数xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)を選択する要約項選択部と、
前記多変数多項式f(x,…,xN-1)における前記約数xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)部分を前記追加変数aで置換して得られる前記多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)と、前記制約式s(a,xz(j,0),…,xz(j,M(j)-1))と、を加算した前記多変数多項式h(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)を得て出力する要約項変換部と、
を有する多項式変換装置。
4. The polynomial conversion device according to claim 1,
The conversion unit is
a summary term selection unit which receives the multivariate polynomial f(x 0 , . . . , x N−1 ) as an input and selects divisors x z(j, 0) . . . x z(j, M(j)−1) common to the multiple terms;
a summary term conversion unit which obtains and outputs the multivariate polynomial h( x0 ,..., xN-1,a0 , ...,aJ -1 ) obtained by adding the multivariate polynomial g(x0,...,xN -1 , a0 ,...,aJ -1 ) obtained by substituting the divisors xz (j,0) ...xz(j,M(j)-1) in the multivariate polynomial f( x0 ,...,xN-1) with the additional variable aj, and the constraint equation s( aj ,xz (j, 0 ),..., xz (j,M(j)-1) ) ;
A polynomial conversion device having the following structure.
請求項1から4の何れかの多項式変換装置であって、
前記多変数多項式f(x,…,xN-1)の少なくとも何れかの項は3次以上の次数の単項式であり、
前記多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)の項は2次以下の次数の単項式である、多項式変換装置。
5. The polynomial conversion device according to claim 1,
At least one term of the multivariate polynomial f(x 0 , . . . , x N−1 ) is a monomial of third or higher degree,
In the polynomial transformation device, the terms of the multivariate polynomial g(x 0 , . . . , x N-1 , a 0 , . . . , a J-1 ) are monomials of degree two or less.
多項式変換装置の多項式変換方法であって、
Jが正整数であり、N,M(j)が2以上の整数であり、j=0,…,J-1であり、m=0,…,M(j)-1であり、z(j,m)∈{0,…,N-1}が(j,m)に対する関数値であり、
前記多項式変換装置の変換部が、N個の変数x,…,xN-1に関する多変数多項式f(x,…,xN-1)を入力とし、前記多変数多項式f(x,…,xN-1)における複数の項に共通する約数xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)部分を互いに同一の追加変数aで置換して得られる多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)と、a=xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)のときに最小値をとる制約式s(a,xz(j,0),…,xz(j,M(j)-1))と、を加算した多変数多項式h(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)=g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)+s(a,xz(0,0),…,xz(0,M(0)-1))+…+s(aJ-1,xz(J-1,0),…,xz(J-1,M(J-1)))を得て出力する変換ステップを有し、
Rが2以上の整数であり、r=0,…,R-1であり、j(r)がrの関数値であり、{j(0),…,j(R-1)}⊂{0,…,J-1}であり、
前記多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)は、R個の追加変数aj(0),…,aj(R-1)の積aj(0)…aj(R-1)によって前記多変数多項式f(x,…,xN-1)の或る項の一部または全部を置換して得られる項を持ち、
前記追加変数aj(0),…,aj(R-1)のそれぞれは、j∈{j(0),…,j(R-1)}における前記追加変数aである、多項式変換方法。
A polynomial conversion method for a polynomial conversion device, comprising:
J is a positive integer, N, M(j) are integers equal to or greater than 2, j = 0, ..., J-1, m = 0, ..., M(j)-1, and z(j,m) ∈ {0, ..., N-1} is a function value for (j,m),
A conversion unit of the polynomial conversion device receives as input a multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N -1 ) relating to N variables x 0 , ..., x N-1, and converts the multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) obtained by replacing divisors x z(j,0) ... x z(j,M(j)-1) common to a plurality of terms in the multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) with the same additional variable a j to obtain a multivariate polynomial h (x 0 , ... , x N- 1 ) obtained by adding a constraint equation s(a j , x z(j,0) , ..., x z(j,M( j)-1) ) which takes a minimum value when a j = x z (j,0) ... x z (j,M(j) -1 ). , a 0 , ..., a J-1 )=g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 )+s(a 0 , x z(0,0) , ..., x z(0,M(0)-1) )+ ...+s(a J-1 , x z(J-1,0) , ..., x z(J-1,M(J-1)) ) is obtained and output;
R is an integer equal to or greater than 1, r=0,...,R-1, j(r) is a function value of r, and {j(0),...,j(R-1)}⊂{0,...,J-1};
the multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) has terms obtained by replacing a part or all of certain terms of the multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) by a product a j (0) ... a j(R-1) of R additional variables a j(0) ... a j(R-1);
A method for polynomial transformation, wherein each of the additional variables a j(0) , ..., a j(R-1) is the additional variable a j for jε{j(0), ..., j(R-1)}.
多項式変換装置の多項式変換方法であって、
Jが正整数であり、N,M(j)が2以上の整数であり、j=0,…,J-1であり、m=0,…,M(j)-1であり、z(j,m)∈{0,…,N-1}が(j,m)に対する関数値であり、
前記多項式変換装置の変換部が、N個の変数x,…,xN-1に関する多変数多項式f(x,…,xN-1)を入力とし、前記多変数多項式f(x,…,xN-1)における複数の項に共通する約数xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)部分を互いに同一の追加変数aで置換して得られる多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)と、a=xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)のときに最小値をとる制約式s(a,xz(j,0),…,xz(j,M(j)-1))と、を加算した多変数多項式h(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)=g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)+s(a,xz(0,0),…,xz(0,M(0)-1))+…+s(aJ-1,xz(J-1,0),…,xz(J-1,M(J-1)))を得て出力する変換ステップを有し、
Rが2以上の整数であり、r=0,…,R-1であり、j(r)がrの関数値であり、{j(0),…,j(R-1)}⊂{0,…,J-1}であり、
前記多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)は、R個の追加変数aj(0),…,aj(R-1)の積aj(0)…aj(R-1)によって前記多変数多項式f(x,…,xN-1)の或る項の一部または全部を置換して得られる項を持ち、
R’が2以上の整数であり、r’=0,…,R’-1であり、j(r’)がr’の関数値であり、{j’(0),…,j’(R’-1)}⊂{0,…,J-1}であり、
前記多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)は、さらに、R’個の追加変数aj’(0),…,aj’(R’-1)の積aj’(0)…aj’(R’-1)によって前記多変数多項式f(x,…,xN-1)の或る項の一部または全部を置換して得られた項を持ち、
前記R個の追加変数aj(0),…,aj(R-1)の一部のみが、前記R’個の追加変数aj’(0),…,aj’(R’-1)の集合に含まれる、多項式変換方法。
A polynomial conversion method for a polynomial conversion device, comprising:
J is a positive integer, N, M(j) are integers equal to or greater than 2, j = 0, ..., J-1, m = 0, ..., M(j)-1, and z(j,m) ∈ {0, ..., N-1} is a function value for (j,m),
A conversion unit of the polynomial conversion device receives as input a multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N -1 ) relating to N variables x 0 , ..., x N-1, and converts the multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) obtained by replacing divisors x z(j,0) ... x z(j,M(j)-1) common to a plurality of terms in the multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) with the same additional variable a j to obtain a multivariate polynomial h (x 0 , ... , x N- 1 ) obtained by adding a constraint equation s(a j , x z(j,0) , ..., x z(j,M( j)-1) ) which takes a minimum value when a j = x z (j,0) ... x z (j,M(j) -1 ). , a 0 , ..., a J-1 )=g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 )+s(a 0 , x z(0,0) , ..., x z(0,M(0)-1) )+...+s(a J-1 , x z(J-1,0) , ..., x z(J-1,M(J-1)) ) is obtained and output;
R is an integer equal to or greater than 1, r=0,...,R-1, j(r) is a function value of r, and {j(0),...,j(R-1)}⊂{0,...,J-1};
the multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) has terms obtained by replacing a part or all of certain terms of the multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) by a product a j (0) ... a j(R-1) of R additional variables a j(0) ... a j(R-1);
R' is an integer equal to or greater than 2, r' = 0, ..., R'-1, j(r') is a function value of r', and {j'(0), ..., j'(R'-1)} ⊂ {0, ..., J-1};
the multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) further has a term obtained by replacing a part or all of a certain term of the multivariate polynomial f( x 0 , ..., x N -1 ) by a product a j'(0) ...a j'(R'-1) of R' additional variables a j'( 0 ) ...a j '(R'-1);
A method for polynomial transformation, wherein only a portion of the R additional variables a j(0) , . . . , a j(R-1) is included in the set of the R' additional variables a j'(0) , . . . , a j'(R'-1) .
多項式変換装置の多項式変換方法であって、
Jが正整数であり、N,M(j)が2以上の整数であり、j=0,…,J-1であり、m=0,…,M(j)-1であり、z(j,m)∈{0,…,N-1}が(j,m)に対する関数値であり、
前記多項式変換装置の変換部が、N個の変数x,…,xN-1に関する多変数多項式f(x,…,xN-1)を入力とし、前記多変数多項式f(x,…,xN-1)における複数の項に共通する約数xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)部分を互いに同一の追加変数aで置換して得られる多変数多項式g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)と、a=xz(j,0)…xz(j,M(j)-1)のときに最小値をとる制約式s(a,xz(j,0),…,xz(j,M(j)-1))と、を加算した多変数多項式h(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)=g(x,…,xN-1,a,…,aJ-1)+s(a,xz(0,0),…,xz(0,M(0)-1))+…+s(aJ-1,xz(J-1,0),…,xz(J-1,M(J-1)))を得て出力する変換ステップを有し、
Figure 0007613562000009

であり、Aが追加変数であり、
Figure 0007613562000010

である、多項式変換方法
A polynomial conversion method for a polynomial conversion device, comprising:
J is a positive integer, N, M(j) are integers equal to or greater than 2, j = 0, ..., J-1, m = 0, ..., M(j)-1, and z(j,m) ∈ {0, ..., N-1} is a function value for (j,m),
A conversion unit of the polynomial conversion device receives as input a multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N -1 ) relating to N variables x 0 , ..., x N-1, and converts the multivariate polynomial g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 ) obtained by replacing divisors x z(j,0) ... x z(j,M(j)-1) common to a plurality of terms in the multivariate polynomial f(x 0 , ..., x N-1 ) with the same additional variable a j to obtain a multivariate polynomial h (x 0 , ... , x N- 1 ) obtained by adding a constraint equation s(a j , x z(j,0) , ..., x z(j,M( j)-1) ) which takes a minimum value when a j = x z (j,0) ... x z (j,M(j) -1 ). , a 0 , ..., a J-1 )=g(x 0 , ..., x N-1 , a 0 , ..., a J-1 )+s(a 0 , x z(0,0) , ..., x z(0,M(0)-1) )+...+s(a J-1 , x z(J-1,0) , ..., x z(J-1,M(J-1)) ) is obtained and output;
Figure 0007613562000009

and A m is an additional variable,
Figure 0007613562000010

,Polynomial transformation method .
請求項1から5の何れかの多項式変換装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。 A program for causing a computer to function as a polynomial conversion device according to any one of claims 1 to 5.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
VERMA, Amit et al.,Optimal quadratic reformulations of fourth degree Pseudo-Boolean functions,ResearchGate [online],2020年06月26日,[検索日 2021.05.11], インターネット: <URL: https://www.researchgate.net/publication/334959041_Optimal_quadratic_reformulations_of_fourth_degree_Pseudo-Boolean_functions>
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