探索パラメータ

QUBO++ の3つのソルバー — Easy Solver、Exhaustive Solver、ABS3 Solver — は、search() を通じて探索パラメータを受け取ります。 パラメータはキーと値のペアです。 値は文字列・整数・浮動小数点数のいずれでも指定可能で、数値は内部的に自動で文字列に変換されます。

パラメータの指定

search() に初期化子リストを直接渡します:

auto sol = solver.search({{"time_limit", 10}, {"target_energy", 0}});

値は文字列・整数・浮動小数点数を混在させることができます:

auto sol = solver.search({{"time_limit", 2.5}, {"target_energy", "0"}});

プログラムで動的にパラメータを構築する場合は、qbpp::Params オブジェクトを作成し operator() で設定します:

qbpp::Params params;
params("time_limit", 10);
params("target_energy", 0);
auto sol = solver.search(params);

共通パラメータ

以下のパラメータは3つのソルバーすべてで共通です:

パラメータ	型	説明
target_energy	整数	エネルギーがこの値以下の解が見つかったら探索を停止する。cons() で制約を宣言したモデルでは、全制約の充足も停止の条件（ソルバーごとの対応と意味論）。
enable_default_callback	0/1	新たに見つかった最良解を標準出力に表示する。デフォルト: 0。
topk_sols	整数	探索中にエネルギー上位N個の解を保持する。
best_energy_sols	0/整数	保持する最良エネルギー解の最大数。0 = 上限なし。

Easy Solver のパラメータ

パラメータ	型	説明	デフォルト
time_limit	浮動小数点数	制限時間（秒）。0 で無制限。	10.0
target_energy	整数	目標エネルギー。	(なし)
enable_default_callback	0/1	進捗を表示。	0
topk_sols	整数	保持するトップk解の数。	(無効)
best_energy_sols	0/整数	保持する最良エネルギー解の数。	(無効)
thread_count	整数	探索に使う CPU スレッド数。	(自動)
seed	整数	乱数シード（再現用）。	(ランダム)

例:

#include <qbpp/qbpp.hpp>
#include <qbpp/easy_solver.hpp>

auto solver = qbpp::EasySolver(f);
auto sol = solver.search({{"time_limit", 5}, {"target_energy", 0}});

Exhaustive Solver のパラメータ

Exhaustive Solver は完全探索を行うため、time_limit パラメータはありません。

パラメータ	型	説明	デフォルト
target_energy	整数	目標エネルギー（早期終了用）。	(なし)
verbose	0/1	探索進捗率を表示する。	0
enable_default_callback	0/1	進捗を表示。	0
topk_sols	整数	保持するトップk解の数。	(無効)
best_energy_sols	0/整数	最適解を保持（値=最大数、0=無制限）。	(無効)
all_sols	0/1	すべての解を保持（cons() の制約に違反する割り当ても含む。バイナリ変数 $n$ 個なら $2^n$ 個）。	(無効)

例:

#include <qbpp/qbpp.hpp>
#include <qbpp/exhaustive_solver.hpp>

auto solver = qbpp::ExhaustiveSolver(f);
auto sol = solver.search({{"target_energy", 0}});

ABS3 Solver のパラメータ

パラメータ	型	説明	デフォルト
time_limit	浮動小数点数	制限時間（秒）。	10.0
target_energy	整数	目標エネルギー。	(なし)
enable_default_callback	0/1	進捗を表示。	0
topk_sols	整数	保持するトップk解の数。	(無効)
best_energy_sols	0/整数	最適解を保持（値=最大数、0=無制限）。	(無効)
cpu_enable	0/1	CPUソルバーの有効/無効。	1
seed	整数	乱数シード（再現用）。	(ランダム)
cpu_thread_count	整数	CPUスレッド数。	(自動)
block_count	整数	GPUブロック数。	(自動)
thread_count	整数	GPUブロックあたりのスレッド数。	(自動)

例:

#include <qbpp/qbpp.hpp>
#include <qbpp/abs3_solver.hpp>

auto solver = qbpp::ABS3Solver(f);
auto sol = solver.search({{"time_limit", 10}, {"target_energy", 0}});

CPU スレッド数の自動設定

thread_count（Easy Solver）と cpu_thread_count（ABS3 Solver）を指定しないと、このプロセスが使える CPU の数に合わせてスレッド数を決めます（Easy Solver と ABS3 Solver は 4 以上）。 使える CPU の数は、マシンの CPU 数・CPU の割り当て（taskset など）・コンテナの CPU 制限・ジョブスケジューラーが割り当てたコア数（PBS の NCPUS、Slurm の SLURM_CPUS_PER_TASK）のうちいちばん小さい値です。 スーパーコンピュータの共用ノードでジョブを実行すると、割り当てられたコア数だけを使います。 ABS3 Solver の CPU 側は、大きなモデルでは自動で決めるスレッド数を 16 までにします（指定した cpu_thread_count はそのまま使います）。 Exhaustive Solver も同じ数の CPU を使います。

エラー処理

• 不明なパラメータキーを指定すると、std::runtime_error が発生します。
• 値が正しくないと std::invalid_argument が発生します。数をとるパラメータに数でない値（{"time_limit", "abc"} など）、0/1 をとるパラメータにそれ以外の値（true/false は可）、整数のパラメータに小数や範囲外の値、time_limit と thread_count・cpu_thread_count・block_count・topk_sols に負の値（Easy Solver の thread_count は 0 も）を指定した場合です。