論文の概要: Beyond-Diagonal Reconfigurable Intelligent Surfaces for 6G Networks: Principles, Challenges, and Quantum Horizons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.23400v1
• Date: Mon, 29 Dec 2025 11:43:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-30 22:37:30.480392
• Title: Beyond-Diagonal Reconfigurable Intelligent Surfaces for 6G Networks: Principles, Challenges, and Quantum Horizons
• Title（参考訳）: 6Gネットワークのための非対角的再構成可能なインテリジェントサーフェス:原理、挑戦、量子ホライズン
• Authors: Abd Ullah Khan, Uman Khalid, Muhammad Tanveer, Trung Q. Duong, Hyundong Shin,
• Abstract要約: Beyond-diagonal reconfigurable intelligent surface (BD-RIS) は、再構成可能なインテリジェントサーフェス(RIS)の革新的なタイプである。 BD-RISはコスト効率が高く単純な要素間接続を生成し、衝撃波の振幅と位相を設定する際の自由度を高める。 特定の環境条件下でのBD-RISの受動ビームフォーミング設計は、この研究領域において重要な焦点となっている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 29.668507236871132
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A beyond-diagonal reconfigurable intelligent surface (BD-RIS) is an innovative type of reconfigurable intelligent surface (RIS) that has recently been proposed and is considered a revolutionary advancement in wave manipulation. Unlike the mutually disconnected arrangement of elements in traditional RISs, BD-RIS creates cost-effective and simple inter-element connections, allowing for greater freedom in configuring the amplitude and phase of impinging waves. However, there are numerous underlying challenges in realizing the advantages associated with BD-RIS, prompting the research community to actively investigate cutting-edge schemes and algorithms in this direction. Particularly, the passive beamforming design for BD-RIS under specific environmental conditions has become a major focus in this research area. In this article, we provide a systematic introduction to BD-RIS, elaborating on its functional principles concerning architectural design, promising advantages, and classification. Subsequently, we present recent advances and identify a series of challenges and opportunities. Additionally, we consider a specific case study where beamforming is designed using four different algorithms, and we analyze their performance with respect to sum rate and computation cost. To augment the beamforming capabilities in 6G BD-RIS with quantum enhancement, we analyze various hybrid quantum-classical machine learning (ML) models to improve beam prediction performance, employing real-world communication Scenario 8 from the DeepSense 6G dataset. Consequently, we derive useful insights about the practical implications of BD-RIS.
• Abstract（参考訳）: 斜め方向再構成可能なインテリジェントサーフェス(英: beyond-diagonal reconfigurable intelligent surface, BD-RIS)は、近年提案され、波動操作の革命的な進歩と見なされている、革新的なタイプの再構成可能なインテリジェントサーフェス(RIS)である。 従来のRISと異なり、BD-RISはコスト効率が高く単純な要素間接続を作り、波の振幅と位相を自由に設定できる。 しかしながら、BD-RISにまつわる利点を実現する上で、多くの根本的な課題があり、研究コミュニティはこの方向の最先端のスキームやアルゴリズムを積極的に調査するよう促している。 特に、特定の環境条件下でのBD-RISの受動ビームフォーミング設計は、この研究領域において重要な焦点となっている。 本稿では,BD-RISのアーキテクチャ設計,有望な優位性,および分類に関する機能的原則を概説する。 続いて、最近の進歩を紹介し、一連の課題と機会を特定します。 さらに,4つの異なるアルゴリズムを用いてビームフォーミングを設計するケーススタディについて検討し,その総和率と計算コストについて解析する。 量子化による6G BD-RISのビームフォーミング能力を向上するため、DeepSense 6Gデータセットから実世界の通信シナリオ8を用いて、様々なハイブリッド量子古典機械学習(ML)モデルを分析し、ビーム予測性能を向上させる。 その結果,BD-RISの実践的意義に関する有用な知見が得られた。

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