相干伊辛机(Coherent Ising Machine, 简称CIM), 是目前玻色量子重点研发的一项光量子计算机技术,CIM是一种基于简并光学参量振荡器(DOPO)的光量子计算机,在数学实践中, 我们可以将其抽象为优化Ising模型的专用计算机。
Ising模型是一类描述物质相变的随机过程模型。抽象为数学形式为:
其中σ为待求自旋变量, 取值为{+1,-1},H为哈密顿量,J和μ分别为二次项系数、线性项系数, 是已知量。
QUBO(Quadratic Unconstrained Binary Optimizatoin),无约束二次二进制优化模型是现在量子计算中应用最广泛的优化模型,它统一了丰富多样的组合优化问题。
随着问题规模的增加,利用传统方法求解组合优化问题,求解时间会变得不可接受,但利用QUBO模型可以通过量子计算机加速,高效求解组合优化问题。同时,QUBO模型可以表达位运算,进而表达各种逻辑,操作简便。
QUBO模型更便于建模,Ising模型可以用于CIM求解器直接求解。同时,QUBO模型和Ising模型之间可以互相转化。