論文の概要: Quantum-inspired optimization for wavelength assignment

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.00317v2
• Date: Thu, 19 Jan 2023 14:12:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-20 19:45:16.188747
• Title: Quantum-inspired optimization for wavelength assignment
• Title（参考訳）: 波長割り当ての量子インスパイア最適化
• Authors: Aleksey S. Boev, Sergey R. Usmanov, Alexander M. Semenov, Maria M. Ushakova, Gleb V. Salahov, Alena S. Mastiukova, Evgeniy O. Kiktenko, Aleksey K. Fedorov
• Abstract要約: 波長割当問題を解くための量子インスピレーションアルゴリズムを提案し,開発する。 本研究は,電気通信における現実的な問題に対する量子インスパイアされたアルゴリズムの活用の道筋をたどるものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 51.55491037321065
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Problems related to wavelength assignment (WA) in optical communications networks involve allocating transmission wavelengths for known transmission paths between nodes that minimize a certain objective function, for example, the total number of wavelengths. Playing a central role in modern telecommunications, this problem belongs to NP-complete class for a general case, so that obtaining optimal solutions for industry relevant cases is exponentially hard. In this work, we propose and develop a quantum-inspired algorithm for solving the wavelength assignment problem. We propose an advanced embedding procedure for this problem into the quadratic unconstrained binary optimization (QUBO) form having an improvement in the number of iterations with price-to-pay being a slight increase in the number of variables ("spins"). Then we compare a quantum-inspired technique for solving the corresponding QUBO form against classical heuristic and industrial combinatorial solvers. The obtained numerical results indicate on an advantage of the quantum-inspired approach in a substantial number of test cases against the industrial combinatorial solver that works in the standard setting. Our results pave the way to the use of quantum-inspired algorithms for practical problems in telecommunications and open a perspective for the further analysis of the employ of quantum computing devices.
• Abstract（参考訳）: 光通信ネットワークにおける波長割り当て(wa)に関する問題は、特定の目的関数(例えば波長の総数)を最小化するノード間の既知の伝送経路の送信波長を割り当てることである。 現代の電気通信において中心的な役割を果たしているため、この問題は一般の場合においてNP完全クラスに属するため、産業関連事例に対する最適解を得るのは指数関数的に困難である。 本研究では,波長割り当て問題を解くための量子インスピレーションアルゴリズムの提案と開発を行う。 そこで本研究では,二分最適化(qubo)形式において,反復数を改良し,費用対価が変数数(スピン)をわずかに増加させるような,高度な組込み手法を提案する。 次に、古典的ヒューリスティックおよび工業的組合せ解法に対して、対応するQUBO形式を解くための量子インスピレーション付き手法を比較する。 得られた数値結果は、標準設定で動作する産業組合せソルバに対して、かなりの数の試験ケースにおいて量子インスパイアされたアプローチの利点を示している。 本研究は,通信における実践的問題に対する量子インスパイアされたアルゴリズムの利用の道を開くとともに,量子コンピューティングデバイスの利用に関するさらなる分析の視点を開くものである。

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