富士通量子启发退火机：大大降低设施运营和工程师移动成本

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从2021年4月到2023年2月，富士通与加拿大多伦多大学正合作使用富士通量子启发数字退火机。他们将老化的广域网设施迁移到最新设备上，这些设备使用光网络技术来优化，并能验证有效性。

富士通表示，在网络设备老化故障风险增加的背景下，一直在美国积极采用最新光网络技术促进网络现代化。在不停止服务的情况下，拆除散落在全国各地的旧设备，需要将所有使用旧设备的线路切换到新设备，并且根据线路切换的顺序，许多旧设备将继续维护到数月~数年的过渡期，这将产生空间占用、电力、空调和维护等大额运营成本。

此外，为了切换线路，需要派遣工程师去安装线路设施，并且根据切换顺序，需要多次去维护远处的设施，这会产生大量的差旅和人工成本。因此，找到合适的线路切换顺序非常重要，以便在迁移期的早期阶段移除更多旧设备，并最大限度地降低移动工程师的成本。

线路切换顺序与设备运行成本的关系（图片来源：网络）

这些网络设施已经更新了一段时间，由于前期大多数设施是安装在一些公司或站点的小型网络，因此迁移计划的制定是手动完成的。然而，现在的更新计划已延伸到急需迁移的国家和地区的广域网中，大量的线路和设备错综复杂地交织在一起，即使很小，线路切换顺序也至少有10150多种组合，不可能在短期内从这些组合中手动推导出最优的组合。

富士通与多伦多大学Shahrokh Valaee教授的团队合作，从数十个设施和数百个电路的多个大型网络中推导出优化组合，使用数字退火机探索电路切换的顺序，从而最大限度地降低成本。根据富士通的说法，数字退火机大大减少了必须搜索的变量组合数量，并能快速搜索优化问题（2-way-1hot约束）的解决方案，该规则是，当要搜索的变量排列在具有1或1的矩阵中时，每行和每列都有一个变量，该变量取1。在这项研究中，他们通过设计一种数据表示格式，推导出了一个具有2-way-1hot约束的优化问题。因此，可以利用数字退火机的特性进行搜索，显著提高了速度。

经验证，与使用一般商业优化软件相比，过渡期内旧设备的运营成本最多可降低30%，移动工程师的成本最多可降低80%。

编译：卉可

编辑：慕一

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