量子アニーリング（QA）を用いたMIMO検出の高速化は、NextGワイヤレスネットワークにおける新たな研究アプローチである。大規模なMIMOシステムを実現し、無線性能を向上させるチャンスである。このアプローチは、QAを活用して、理論的には最適だが計算負荷の高い最尤検波に必要な計算を高速化し、現在導入されている線形検波の限界を克服することを目的としています。本論文では、リバース・アニーリング（RA）プロトコルによって実現された、きめ細かな量子タスク並列性を特徴とするQAベースのMIMO検出器システムであるX-ResQを紹介します。従来の設計とは異なり、X-ResQは並列QA検出器として望ましい多くのシステム特性を備えており、より多くの量子ビットを割り当てることで検出性能が効果的に向上します。最新の量子アニーラを用いた評価では、完全並列のX-ResQは、6レベルの並列性を用いて、$4times6$ MIMO with 16-QAMにおいて、240量子ビットと$220~mu$sのQA計算時間で、ほぼ最適なスループット（10ビット/秒/Hz以上）を達成し、他のテストされた検出器と比較して、2.5~5$times$の利得を達成した。より包括的な評価のために、X-ResQを非量子デジタル設定で実装し、評価する。この非量子X-ResQデモンストレーションは、超大規模$1024times1024$ MIMOを実現する可能性を示し、古典的に同じ方法で実装された最先端のRA検出器を含む他のMIMO検出器を大幅に凌駕します。
Summary (DeepL訳)
量子アニーリング（QA）を用いたMIMO検出の高速化は、NextGワイヤレスネットワークにおける新たな研究アプローチである。大規模なMIMOシステムを実現し、無線性能を向上させるチャンスである。このアプローチは、QAを活用して、理論的には最適だが計算負荷の高い最尤検波に必要な計算を高速化し、現在導入されている線形検波の限界を克服することを目的としています。本論文では、リバース・アニーリング（RA）プロトコルによって実現された、きめ細かな量子タスク並列性を特徴とするQAベースのMIMO検出器システムであるX-ResQを紹介します。従来の設計とは異なり、X-ResQは並列QA検出器として望ましい多くのシステム特性を備えており、より多くの量子ビットを割り当てることで検出性能が効果的に向上します。最新の量子アニーラを用いた評価では、完全並列のX-ResQは、6レベルの並列性を用いて、$4times6$ MIMO with 16-QAMにおいて、240量子ビットと$220~mu$sのQA計算時間で、ほぼ最適なスループット（10ビット/秒/Hz以上）を達成し、他のテストされた検出器と比較して、2.5~5$times$の利得を達成した。より包括的な評価のために、X-ResQを非量子デジタル設定で実装し、評価する。この非量子X-ResQデモンストレーションは、超大規模$1024times1024$ MIMOを実現する可能性を示し、古典的に同じ方法で実装された最先端のRA検出器を含む他のMIMO検出器を大幅に凌駕します。
Links
http://arxiv.org/abs/2402.18778v1 (ar5iv, pdf)
Authors
Minsung Kim, Abhishek Kumar Singh, Davide Venturelli, John Kaewell, Kyle Jamieson
Published
2024/02/29