Energieeffizientes Sensornetzwerk-Routing in großem Maßstab mit einer Quantenprozessoreinheit

Summary

Diese Studie bietet eine Methode, um eine Quantenprozessoreinheit zu verwenden, um die Routen für verschiedene Verkehrsdynamiken zu berechnen, die klassische Methoden in der Literatur übertreffen, um die Lebensdauer des Netzwerks zu maximieren.

Abstract

Die Methode der Energieeinsparung von Sensornetzwerken, die eine Mischung aus klassischem Computer und Quantenprozessor ist, hat sich als leistungsfähiger erwiesen als der heuristische Algorithmus mit einem klassischen Computer. In diesem Manuskript wird der technische Kontext für die Bedeutung der Methode dargestellt und begründet. Anschließend werden die Versuchsschritte in einem Arbeitsablauf demonstriert und bei Bedarf mit Illustrationen versehen. Die Methode wurde durch positive Ergebnisse in einem zufällig generierten Stichprobensatz von Netzwerktopologien validiert. Die erfolgreichen experimentellen Ergebnisse dieser Methode haben einen besseren Ansatz für Probleme zur Maximierung der Lebensdauer von Sensornetzwerken geliefert und gezeigt, dass der derzeitige Stand der Technik Quantenprozessoren in der Lage ist, große praktische technische Probleme mit Vorzügen zu lösen, die die aktuellen Methoden in der Literatur außer Kraft setzen. Mit anderen Worten, der Quantenvorteil kann nach bestem Wissen und Gewissen ausgenutzt werden. Es ist über das Stadium des Proof of Concept zum Nachweis der Machbarkeit übergegangen.

Introduction

Die Energieeinsparung in Sensornetzwerken war ein sehr kritisches Thema in Design¹. Klassische Methoden gehen das Problem in der Regel mit einem Ad-hoc-Ansatz^an 2,3,4,5,6. Diese Methoden emulieren jedoch die Sensorknoten als individuell verwaltete intelligente Assets, die auch zusammenarbeiten könnten, um sowohl den Interessen des Einzelnen als auch der Gemeinschaft zu dienen. Aufgrund des volatilen Umfelds, in dem Sensoren arbeiten, werden in einigen Arbeiten zufällige Algorithmen e....

Protocol

1. Einrichten der Dwave Ocean Environment

1. Laden Sie die Ozean-Tools über den folgenden Link herunter und installieren Sie sie: https://docs.ocean.dwavesys.com/en/stable/overview/install.html
   1. Geben Sie am Terminal python -m venv ocean ein.
   2. Geben Sie am Terminal . ocean/bin/activate ein, wie in Abbildung 1 dargestellt.
   3. Geben Sie im Terminal git clone https://github.com/dwavesystems/dwave-ocean-sdk.git ein.
      Geben Sie als Nächstes cd dwave-ocean-sdk ein, wie in Abbildung 2 dargestellt.

Results

Die Ergebnisse einer Ausführungsstichprobe sind in Tabelle 2, Tabelle 3 und Tabelle 4 dargestellt. Die detaillierten Datasets für die drei Datenbatches sind im Ordner "Ergänzende Daten 1 " verfügbar.

Datensatz 1
198 Knoten in einem kreisförmigen Bereich mit einem Radius von 50m	Hybrider .......

Discussion

Der derzeitige Stand der Technik kommerzieller Quantenprozessor kann bei Rechenproblemen jeder Netzwerktopologie^{eingesetzt werden 1}. Die Anwendung von Quantenprozessoren ist nicht durch die Anzahl der physikalischen Qbits eingeschränkt, die einer der Quantenprozessoren implementieren konnte.

Im Bereich der Verlängerung der Lebensdauer von Sensornetzwerken zeigen die Ergebnisse einen Fortschritt in der Methode, um durch den Einsatz eines Quantenprozessors eine noch läng.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Dell Laptop	Dell	N/A
Ubuntu 18.04.6 LTS	Canonical Ltd	18.04.6 LTS
Python3.8	Python Software Foundation	3.8.0
Dwave QPU	Dwave	https://docs.ocean.dwavesys.com/en/stable/overview/install.html