Fugu-MT 論文翻訳(概要): A Cost and Power Feasibility Analysis of Quantum Annealing for NextG Cellular Wireless Networks

論文の概要: A Cost and Power Feasibility Analysis of Quantum Annealing for NextG Cellular Wireless Networks

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.01465v3
Date: Fri, 14 Jan 2022 13:55:16 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2023-03-16 06:27:11.486681
Title: A Cost and Power Feasibility Analysis of Quantum Annealing for NextG Cellular Wireless Networks
Title（参考訳）: 次世代セル無線ネットワークにおける量子アニーリングのコストと電力効率解析
Authors: Srikar Kasi, P.A. Warburton, John Kaewell, Kyle Jamieson
Abstract要約: 本稿では,炭素フットプリントの制御問題とセルベースバンド処理の運用コストについて論じる。ネットワークがセルベースバンド処理に量子アニールを利用するNextGシナリオを想定する。量子アニールのハードウェアが102$mu$sのレイテンシと3.1Mのキュービットで動作する場合、量子アニールはCMOSと同等のスペクトル効率が得られると予測する。
参考スコア（独自算出の注目度）: 3.7632756519556025
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: In order to meet mobile cellular users' ever-increasing data demands, today's 4G and 5G networks are designed mainly with the goal of maximizing spectral efficiency. While they have made progress in this regard, controlling the carbon footprint and operational costs of such networks remains a long-standing problem among network designers. This paper takes a long view on this problem, envisioning a NextG scenario where the network leverages quantum annealing for cellular baseband processing. We gather and synthesize insights on power consumption, computational throughput and latency, spectral efficiency, operational cost, and feasibility timelines surrounding quantum technology. Armed with these data, we analyze and project the quantitative performance targets future quantum annealing hardware must meet in order to provide a computational and power advantage over CMOS hardware, while matching its whole-network spectral efficiency. Our quantitative analysis predicts that with quantum annealing hardware operating at a 102 $\mu$s problem latency and 3.1M qubits, quantum annealing will achieve a spectral efficiency equal to CMOS computation while reducing power consumption by 41 kW (45% lower) in a representative 5G base station scenario with 400 MHz bandwidth and 64 antennas, and an 8 kW power reduction (16% lower) using 1.5M qubits in a 200 MHz-bandwidth 5G scenario.
Abstract（参考訳）: 現在の4Gネットワークと5Gネットワークは、携帯電話ユーザーのデータ要求の増大に対応するため、主にスペクトル効率の最大化を目的として設計されている。この点で進展しているものの、このようなネットワークのカーボンフットプリントと運用コストの制御は、ネットワーク設計者の間では長年の課題である。本稿では,ネットワークがセルベースバンド処理に量子アニールを利用するNextGシナリオを想定して,この問題を概観する。我々は、消費電力、計算スループット、レイテンシ、スペクトル効率、運用コスト、量子技術を取り巻く実現可能性タイムラインに関する洞察を収集し、合成する。これらのデータを用いて、将来の量子アニーリングハードウェアを対象とする定量的性能の分析と予測を行い、cmosハードウェアに対する計算能力とパワーの優位性を提供するとともに、ネットワーク全体のスペクトル効率を一致させる。量子アニーリングのハードウェアは102$\mu$s問題と3.1m qubitsで動作し、400mhzの帯域幅と64アンテナの代表的な5g基地局シナリオでは消費電力を41 kw (45%)削減しつつ、cmos計算と同等のスペクトル効率を実現し、200mhzの帯域幅5gシナリオでは1.5m qubitsを用いて8 kwの電力削減 (16%以下) を行う。

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