論文の概要: Hybrid Classical--Quantum Optimization of Wireless Routing Using QAOA and Quantum Walks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.01250v1
- Date: Wed, 01 Apr 2026 01:48:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-03 14:21:09.574063
- Title: Hybrid Classical--Quantum Optimization of Wireless Routing Using QAOA and Quantum Walks
- Title（参考訳）: QAOAと量子ウォークを用いた無線ルーティングのハイブリッド古典量子最適化
- Authors: Eric Howard, Hardique Dasore, Hom Nath Dhungana, Radhika Kuttala, Samuel Murphy, Emma Soo, Shah Haque,
- Abstract要約: 本稿では,無線ルーティングにおける古典量子ハイブリッド方式について検討する。
量子ルーティングの潜在的な価値は、古典的なルーティングのエンドツーエンド置換ではなく、難しいサブプロブレムの扱いにある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Routing in wireless communication networks is shaped by mobility, interference, congestion, and competing service requirements, making route selection a high-dimensional constrained optimization problem rather than a simple shortest-path task. This paper investigates the use of hybrid classical--quantum methods for wireless routing, focusing on the Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) and quantum walks as candidate mechanisms for exploring complex routing spaces. The paper examines how wireless routing can be expressed as a constrained graph optimization problem in which routing objectives, flow constraints, connectivity requirements, and interference effects are mapped into quantum-compatible Hamiltonian representations. It then discusses how these approaches can be integrated into a hybrid architecture in which classical systems perform network monitoring, graph construction, pre-processing, and deployment, while quantum subroutines are used for selected optimization components. The analysis shows that the potential value of quantum routing lies primarily in the treatment of difficult combinatorial subproblems rather than end-to-end replacement of classical routing frameworks. The paper also highlights practical limitations arising from state preparation, constraint encoding, oracle construction, hardware noise, limited qubit resources, and hybrid execution overhead. It is argued that any meaningful near-term advantage will depend on careful problem decomposition, compact encoding, and tight classical--quantum integration.
- Abstract（参考訳）: 無線通信ネットワークにおけるルーティングは、移動性、干渉、混雑、競合するサービス要件によって形成され、ルート選択は単純なショートパスタスクではなく、高次元の制約付き最適化問題となる。
本稿では、複雑なルーティング空間を探索するための候補メカニズムとして量子近似最適化アルゴリズム(QAOA)と量子ウォークに着目し、無線ルーティングにおける古典量子ハイブリッド手法の使用について検討する。
本稿では、ルーティング対象、フロー制約、接続要件、干渉効果を量子互換なハミルトン表現にマッピングする制約付きグラフ最適化問題として、ワイヤレスルーティングをどのように表現できるかを検討する。
次に、これらのアプローチを、古典的なシステムがネットワーク監視、グラフ構築、前処理、デプロイを行うハイブリッドアーキテクチャに統合し、量子サブルーチンを選択された最適化コンポーネントに使用する方法について論じる。
この分析により、量子ルーティングの潜在的価値は主に古典的なルーティングフレームワークのエンドツーエンド置換ではなく、難しい組合せサブプロブレムの扱いにあることが示された。
また、状態準備、制約符号化、オラクル構築、ハードウェアノイズ、量子ビットリソースの制限、ハイブリッド実行オーバーヘッドなどによる実用上の制限を強調した。
有意義な短期的優位性は、注意深い問題分解、コンパクト符号化、厳密な古典量子積分に依存すると論じられている。
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