Improved time complexity for spintronic oscillator ising machines compared to a popular classical optimization algorithm for the Max-Cut problem
Pourquoi ce travail est dans la base
Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Solving certain combinatorial optimization problems like Max-Cut becomes challenging once the graph size and edge connectivity increase beyond a threshold, with brute-force algorithms which solve such problems exactly on conventional digital computers having the bottleneck of exponential time complexity. Hence currently, such problems are instead solved approximately using algorithms like Goemans–Williamson (GW) algorithm, run on conventional computers with polynomial time complexity. Phase binarized oscillators (PBOs), also often known as oscillator Ising machines, have been proposed as an alternative to solve such problems. In this paper, restricting ourselves to the combinatorial optimization problem Max-Cut solved on three kinds of graphs (Mobius Ladder, random cubic, Erdös Rényi) up to 100 nodes, we empirically show that computation time/time to solution (TTS) for PBOs (captured through Kuramoto model) grows at a much lower rate (logarithmically: <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi class="MJX-tex-calligraphic">O</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> ( <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>log</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo> <mml:mi>N</mml:mi> <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> ), with respect to graph size N ) compared to GW algorithm, for which TTS increases as square of graph size ( <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi class="MJX-tex-calligraphic">O</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> ( N 2 )). However, Kuramoto model being a physics-agnostic mathematical model, this time complexity/ TTS trend for PBOs is a general trend and is device-physics agnostic. So for more specific results, we choose spintronic oscillators, known for their high operating frequency (in GHz), and model them through Slavin’s model which captures the physics of their coupled magnetization oscillation dynamics. We thereby empirically show that TTS of spintronic oscillators also grows logarithmically with graph size ( <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi class="MJX-tex-calligraphic">O</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> ( <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi>log</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo> <mml:mi>N</mml:mi> <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> ), while their accuracy is comparable to that of GW. So spintronic oscillators have improved time complexity over GW algorithm. For large graphs, they are expected to compute Max-Cut values much faster than GW algorithm, as well as other oscillators operating at lower frequencies, while maintaining the same level of accuracy.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle