PASQAL与LINKS研发出可解决移动网络PCI分配问题的混合量子经典算法
近日,中性原子量子计算领域的领军企业PASQAL与国际非营利组织LINKS的研究团队宣布称,他们已成功实现了一种抗噪声的混合量子-经典算法,该算法为高效解决移动网络中的物理小区标识符(PCI)的分配问题奠定了基础。
现在的智能手机会不断搜索最近的基站以连接并传输数据。当一个人和他的智能手机从一个地方移动到另一个地方时,手机信号就会从一个基站转移到另一个基站。移动通信网络通常很密集,因此要让每个设备都能平等地共享网络容量,就需要对网络结构进行良好的组织。为了组织移动信号在基站之间的切换过程,信号网络就需要使用PCI,但PCI的容量是有限的,而且容易受到信号分配的影响。
LINKS量子计算团队的研究员Chiara Vercellino表示:“这项实验的最大亮点在于它利用了当前PASQAL机器的特性,使得算法对结果的变化具有抗性。代码在该机器上运行流畅,我们从一开始就知道可以期待良好的结果。如果只考虑使用经典计算机的方法,求解许多节点所需的时间会呈指数级增长,因此对于非常大的图,我们将看到使用混合量子-经典方法的真正优势。”
中性原子量子技术是解决PCI损耗等基于图的问题的理想选择,因为它可以将原子定位在任何所需的配置中。PASQAL的硬件尤其适合解决图形问题,因为该硬件使用了高强度、高聚焦的激光束来单独捕获原子。然后可以通过操纵原子来创建二维或三维图形。
LINKS量子计算团队的研究人员在CINECA的支持下,选择在PASQAL的首个商用设备Fresnel上运行了混合量子-经典算法,以解决PCI分配中出现的图形着色问题。LINKS和PASQAL的研究团队对他们的混合量子-经典算法在解决四个图形的问题上进行了实验。在所有四个图形中,该算法都成功找到了与相应经典数值模拟相一致的最佳着色解决方案。
PASQAL的高级量子软件开发人员Mauro D'Arcangelo表示:“此次研究成果最令人印象深刻的部分是,LINKS团队获得的结果非常可靠,即使量子处理单元(QPU)仍然存在噪声。只要你能把图嵌入到我们的QPU中,算法就能很好地运行。而且你现在就可以使用它,只需要寄存器中拥有足够多的原子来表示你想要的图形。”(编译:Tmac)