算力调度策略

运筹优化

一种量子-经典混合的算力调度优化算法,面向大规模算力资源的高效调度与任务分配

玻色量子 | 中国移动
算力调度算力资源分配资源优化

业务痛点 PAIN POINTS

📉
算力规模扩张
随着大模型蓬勃发展,智算中心、通用服务器以及边缘设备构成大规模异构算力网络,东数西算工程进一步扩大算力部署规模。
⚠️

组合爆炸加剧

算力调度主要根据任务优先级、时延需求、能耗约束,把AI训练和推理任务分配至合适节点。当算力节点数量增多、任务规模增大,任务-节点匹配方案大幅增加,出现组合爆炸问题。
⚠️

传统算法受限

传统优化算法难以兼顾负载均衡、能耗和传输时延,容易陷入局部最优,造成部分算力资源闲置浪费,无法满足海量任务实时高效调度的现实需求。

场景亮点 HIGHLIGHTS

🔀
利用量子计算机的并行优势
解决任务和机器之间存在的指数多种匹配方式

解决方案 SOLUTION

01
QUBO建模 · 构建组合优化模型
构建二次无约束优化(QUBO)模型,将复杂任务分配问题统一转化为离散组合优化模型,并结合负载均衡目标函数与约束惩罚机制,实现任务调度过程的数学化表达,在保证任务唯一分配约束的同时,提高资源利用效率和调度方案可解释性,为复杂计算任务的智能调度提供优化基础。
02
多轮迭代寻优 · 优化多机任务调度
构建新型多机任务调度优化体系,通过量子算法对离散能量空间进行多轮迭代寻优,搜索满足约束条件下的全局近优任务分配方案,突破经典贪心算法易陷入局部最优的限制。

落地效果 RESULTS

🔬

QUBO优化调度

+11.3%

makespan提升

QUBO求得makespan=71,提升11.3%;

QUBO稳定收敛均值达71,提升27.3%

📈

接近最优解 · 约束零违规

0.47%

接近理论最优解

QUBO结果距理论下界(70.67)仅差0.47%,约束零违规;

QUBO框架无需定制算法即打平专家级启发式(71=71),4.02秒内完成(60变量/20约束/40轮退火)。

应用价值 VALUE

🎓

量子优化调度 · 提升算力利用率

专用量子计算利用量子并行优势改善组合爆炸问题,跳出局部最优解,快速完成任务-节点近优解匹配,在兼顾时延、能耗和服务器负载的前提下提升算力利用率,减少资源浪费。
💊

算力高效支撑 · 降低整体运营成本

高效支撑大模型训练与云端推理,降低整体运营成本,助推全国一体化算力网络高效运转。