論文の概要: Quantum Annealing Approaches to the Phase-Unwrapping Problem in
Synthetic-Aperture Radar Imaging
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.00220v1
- Date: Thu, 1 Oct 2020 07:04:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-10-12 08:38:21.240147
- Title: Quantum Annealing Approaches to the Phase-Unwrapping Problem in
Synthetic-Aperture Radar Imaging
- Title（参考訳）: 合成開口レーダイメージングにおける位相アンラッピング問題に対する量子アニール法
- Authors: Khaled A. Helal Kelany, Nikitas Dimopoulos, Clemens P. J. Adolphs,
Bardia Barabadi, and Amirali Baniasadi
- Abstract要約: 合成開口レーダ(SAR)画像の位相解放問題に対する量子アニール解法の利用について検討する。
我々のアプローチは、量子アニールを用いて解くことができる二次的非制約二元最適化(QUBO)問題として問題を定式化することである。
我々は、様々なソフトウェアベースのQUBOソルバと、合成画像と実画像の両方を用いて、我々のアプローチをテストする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.32622301272834525
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The focus of this work is to explore the use of quantum annealing solvers for
the problem of phase unwrapping of synthetic aperture radar (SAR) images.
Although solutions to this problem exist based on network programming, these
techniques do not scale well to larger-sized images. Our approach involves
formulating the problem as a quadratic unconstrained binary optimization (QUBO)
problem, which can be solved using a quantum annealer. Given that present
embodiments of quantum annealers remain limited in the number of qubits they
possess, we decompose the problem into a set of subproblems that can be solved
individually. These individual solutions are close to optimal up to an integer
constant, with one constant per sub-image. In a second phase, these integer
constants are determined as a solution to yet another QUBO problem. We test our
approach with a variety of software-based QUBO solvers and on a variety of
images, both synthetic and real. Additionally, we experiment using D-Wave
Systems's quantum annealer, the D-Wave 2000Q. The software-based solvers obtain
high-quality solutions comparable to state-of-the-art phase-unwrapping solvers.
We are currently working on optimally mapping the problem onto the restricted
topology of the quantum annealer to improve the quality of the solution.
- Abstract（参考訳）: 本研究の目的は,合成開口レーダ(SAR)画像の位相展開問題に対する量子アニール解法の利用を検討することである。
この問題に対する解決策はネットワークプログラミングに基づいているが、大規模画像ではうまくスケールしない。
我々のアプローチでは、量子アニールを用いて解くことができる二次的非制約二元最適化(QUBO)問題として問題を定式化する。
現在の量子アニーラーの具体化は、それらが持つ量子ビットの数に制限があるため、問題を個別に解くことのできる一連の部分問題に分解する。
これらの個々の解は整数定数まで最適に近く、サブイメージごとに1つの定数を持つ。
第2段階では、これらの整数定数は別のQUBO問題の解として決定される。
我々は、様々なソフトウェアベースのQUBOソルバと、合成画像と実画像の両方を用いて、我々のアプローチをテストする。
さらに,D-Wave Systemsの量子アニールであるD-Wave 2000Qを用いて実験を行った。
ソフトウェアベースのソルバは最先端のフェーズアンラッピングソルバに匹敵する高品質なソリューションを得る。
現在、この問題を量子アニールの制限されたトポロジーに最適にマッピングして、解の質の向上に取り組んでいる。
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