Quantum Annealing for Next-Generation MU-MIMO Detection: Evaluation and Challenges
Quantum Annealing for Next-Generation MU-MIMO Detection: Evaluation and Challenges
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用于下一代 MU-MIMO 检测的量子退火：评估和挑战
DOI：
10.1109/icc45855.2022.9839195
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
K. Nikitopoulos
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Juan Carlos De Luna Ducoing;K. Nikitopoulos
多用户(MU)、多输入多输出(MIMO)检测已经得到了广泛的研究，并提出了许多技术。然而，进一步的性能改进可能会受到经典计算的限制。这项工作的动机是测试一台利用量子原理的机器是否能够提供比传统检测方法更好的性能。对基于量子退火法(QA)的多输入多输出(MIMO)检测在实际量子处理单元(QPU)上的性能进行了评估，并描述了其面临的挑战和可能的改进。在某些情况下，例如在QPSK调制的8×8 MIMO情况下，评估结果接近最优，但在其他情况下，例如对于较大的系统或使用16-QAM时，评估结果较差。我们指出，QA检测的一些挑战包括处理集成控制误差(ICE)、QA QPU的有限动态范围、量子比特数量的指数增长到问题大小以及高计算开销。解决这些挑战可以使基于QA的检测方法优于传统方法，并带来新一代MU-MIMO检测方法。
Multi-user (MU), multiple-input, multiple-output (MIMO) detection has been extensively investigated, and many techniques have been proposed. However, further performance improvements may be constrained by limitations in classical computation. The motivation for this work is to test whether a machine that exploits quantum principles can offer improved performance over conventional detection approaches. This paper presents an evaluation of MIMO detection based on quantum annealing (QA) when run on an actual QA quantum processing unit (QPU) and describes the challenges and potential improvements. The evaluations show promising results in some cases, such as near-optimality in a QPSK-modulated 8×8 MIMO case, but poor results in other cases, such as for larger systems or when using 16-QAM. We show that some challenges of QA detection include dealing with integrated control errors (ICE), the limited dynamic range of QA QPUs, an exponential increase in the number of qubits to the problem size, and a high computation overhead. Solving these challenges could make QA-based detection superior to conventional approaches and bring a new generation of MU-MIMO detection methods.
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DOI：
10.1145/3372224.3419207
发表时间：
2020-07
期刊：
Proceedings of the 26th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking
影响因子：
--
作者：
Srikar Kasi;K. Jamieson
通讯作者：
Srikar Kasi;K. Jamieson
利用量子退火在集中式无线接入网络中进行大型 MIMO 处理
DOI：
10.1145/3341302.3342072
发表时间：
2019
期刊：
The 31st ACM Special Interest Group on Data Communication (SIGCOMM
影响因子：
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作者：
Kim, Minsung;Venturelli, Davide;Jamieson, Kyle
通讯作者：
Jamieson, Kyle
DOI：
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发表时间：
2017
期刊：
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影响因子：
--
作者：
Christopher Husmann;G. Georgis;K. Nikitopoulos;K. Jamieson
通讯作者：
Christopher Husmann;G. Georgis;K. Nikitopoulos;K. Jamieson
用于大型 MIMO 下行链路矢量扰动预编码的量子退火
DOI：
10.1109/icc42927.2021.9500557
发表时间：
2021
期刊：
IEEE International Conference on Communications
影响因子：
--
作者：
Kasi, Srikar;Singh, Abhishek Kumar;Venturelli, Davide;Jamieson, Kyle
通讯作者：
Jamieson, Kyle