無線通信の高速大容量化を加速する量子最適化

量子优化加速高速、大容量无线通信

• 批准号: 22H01484
• 负责人: 石川 直樹
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01484/
• 关键词: 無線通信; 量子計算; 最尤検出; 量子回路; 二次加速

2022年度の成果は計3編の論文としてIEEEのQ1国際誌に投稿し、うち2編が査読中、1編が採録判定に至った。採録となった論文について概要を以下に記す。[成果1] 実数係数に対応したグローバー適応探索の提案とマルチアンテナ無線通信システムにおける最尤検出の量子加速 [Norimoto, Mori, Ishikawa, IEEE TCOM 2023]グローバー適応探索は二値最適化問題の求解を二次加速できる量子全探索アルゴリズムである [Gilliam+, Quantum 2021]。同アルゴリズムは整数係数の場合のみに対応しているが、本論文では、実数係数に対応できるようアルゴリズムを拡張した。また、拡張グローバー適応探索の通信分野におけるアプリケーション例として、マルチアンテナ無線通信におけるシンボル検出問題を解いた。従来研究は目的関数の量子回路をオラクルとして理想化しているのに対し、本論文では具体的に量子回路を構成し、量子ビット数や量子ゲート数を解析している。目的関数値の確率分布を導出し、量子アルゴリズムの動作をさらに加速するしきい値の決定法を提案した。誤り耐性量子計算を前提としたシミュレーションにより、最適な性能を保ったまま、問合せ計算量を大幅に削減できることを確認した。その他、本研究課題に関して、依頼講演、招待講演、チュートリアル講演を1件ずつ仰せつかり、いずれもスライドや発表動画をresearchmapおよびYouTubeにて公開した。

2022年的结果已提交给IEEE的第一季度国际杂志，其中两项正在同行评审，其中一项被决定。以下是收集的论文的概述。 [结果1]在多 - 安特纳纳无线电通信系统中，格洛弗自适应搜索的最大似然检测和量子加速度的提议[Norimoto，Mori，Ishikawa，IEEE TCOM 2023] Glover自适应搜索是一种量子搜索量量的量子量子，可以使量子加速量为202+biarts+bilys+biardimatie+biardimatie+biardimatie+gilliams+gilliam+glirate+g。尽管该算法仅支持整数系数，但在本文中，我们已经扩展了算法以适应实际系数。此外，作为在扩展Glober自适应搜索的通信字段中应用程序的一个示例，已解决了多Antenna无线电通信中的符号检测问题。尽管常规研究具有具有客观功能作为Oracles的理想化量子回路，但本文专门构建了量子电路并分析了量子和量子门的数量。提出了一种确定阈值的方法，以得出目标函数值的概率分布并进一步加速量子算法的操作。通过基于抗错误量子计算的模拟，我们确认查询计算的量可以大大减少，同时保持最佳性能。此外，关于这个研究主题，还提供了一个受邀的讲座，一位受邀的讲座以及一位教程讲座，并在ResearchMap和YouTube上发表了幻灯片和演示视频。