論文の概要: Optimization of Connection Patterns between Mobile Phones and Base Stations using Quantum Annealing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.19434v1
• Date: Fri, 27 Dec 2024 03:57:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-30 17:25:48.563517
• Title: Optimization of Connection Patterns between Mobile Phones and Base Stations using Quantum Annealing
• Title（参考訳）: 量子アニーリングによる携帯電話と基地局の接続パターンの最適化
• Authors: Taisei Takabayashi, Shoichi Sudo, Toshihiro Aoki, Shun Seo, Masayuki Ohzeki,
• Abstract要約: 現在のモバイルネットワークでは、特定のエリアの携帯電話基地局が接続する基地局を最適化することが、各携帯電話の通信品質の確保に不可欠である。 本研究では,量子揺らぎを用いた一般的な解法である量子アニールを用いて,基地局への接続パターンを最適化する。 可変リダクションの定式化を採用することにより、典型的には用いられるナイーブの定式化と比較して、キュービットの要件を著しく削減する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4194295877935868
• License:
• Abstract: In current mobile networks, optimizing which base station a mobile phone in a particular area connects to is crucial for ensuring good communication quality for each mobile phone but presents a challenging combinatorial optimization problem. In this study, we optimize the connection patterns to base stations using quantum annealing which is a generic solver using quantum fluctuation. However, since the number of qubits on a quantum annealer is limited, it is necessary to consider a formulation that efficiently utilizes qubits. By adopting a variable reduction formulation, we significantly reduce the qubit requirements compared to the naive formulation that is typically used when considering pattern-matching problems. Furthermore, experiments using quantum annealing revealed that the accuracy of the approximate solution obtained by the new formulation is superior to that of the conventional formulation. Additionally, we demonstrate that the new formulation provides better solutions than the conventional formulation as the problem size increases, even when using simulated annealing, the classical counterpart of quantum annealing.
• Abstract（参考訳）: 現在のモバイルネットワークでは、特定のエリアの携帯電話基地局がどの基地局と接続するかを最適化することが、各携帯電話にとって良好な通信品質を確保する上で重要であるが、困難な組合せ最適化問題を提示している。 本研究では,量子揺らぎを用いた一般的な解法である量子アニールを用いて,基地局への接続パターンを最適化する。 しかし、量子アニールの量子ビット数は限られているため、量子ビットを効率的に利用する定式化を考える必要がある。 可変化定式化を採用することにより,パターンマッチング問題を考える際に一般的に用いられるナイーブな定式化と比較して,量子ビットの要件を著しく低減する。 さらに、量子アニールを用いた実験により、新しい定式化によって得られる近似解の精度が従来の定式化よりも優れていることが明らかになった。 さらに, 量子アニーリングの古典的手法であるシミュレートアニーリングを用いても, 問題の大きさが大きくなるにつれて, 新しい定式化が従来の定式化よりも優れた解を提供することを示した。

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