Method Article

Enrutamiento de red de sensores de eficiencia energética a gran escala mediante una unidad de procesador cuántico

DOI:

10.3791/64930

September 8th, 2023

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Este estudio proporciona un método para utilizar una unidad de procesador cuántico para calcular las rutas de varias dinámicas de tráfico que funcionan para superar los métodos clásicos en la literatura para maximizar la vida útil de la red.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

El método de conservación de energía de la red de sensores, que es un híbrido de uso de una computadora clásica y un procesador cuántico, ha demostrado funcionar mejor que el algoritmo heurístico que utiliza una computadora clásica. En este manuscrito se presenta y justifica el contexto técnico de la importancia del método. A continuación, los pasos experimentales se demuestran en una secuencia operativa con ilustraciones si alguna vez es necesario. El método ha sido validado por resultados positivos en un conjunto de muestras de topologías de red generado aleatoriamente. Los exitosos resultados experimentales de este método han proporcionado un mejor enfoque para los problemas de maximización de la vida útil de la red de sensores y han demostrado que el procesador cuántico de última generación actual ha sido capaz de resolver grandes problemas prácticos de ingeniería con méritos que anulan los métodos actuales en la literatura. En otras palabras, la ventaja cuántica puede ser explotada al máximo. Ha pasado de la etapa de prueba de concepto a prueba de viabilidad.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La conservación de la energía en las redes de sensores ha sido un tema muy crítico en el diseño1. Los métodos clásicos normalmente abordan el problema utilizando un enfoque ad hoc 2,3,4,5,6. Dicho esto, estos métodos emulan los nodos sensores como activos inteligentes gestionados individualmente que también podrían cooperar para servir tanto a los intereses del individuo como a los de la comunidad. Debido al entorno volátil en el que trabajan los sensores, en algunos trabajos se intr....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Configuración de Dwave Ocean Environment

  1. Descargue e instale las herramientas oceánicas desde el enlace: https://docs.ocean.dwavesys.com/en/stable/overview/install.html
    1. En el terminal, escriba python -m venv ocean.
    2. En el terminal, escriba . ocean/bin/activate, como se muestra en la Figura 1.
    3. En el terminal, escriba git clone https://github.com/dwavesystems/dwave-ocean-sdk.git
      A continuación, escriba cd dwave-ocean-sdk, como se muestra en la figura 2.
      A continuación, escriba

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Los resultados de una muestra de ejecución se muestran en la Tabla 2, la Tabla 3 y la Tabla 4. Los conjuntos de datos detallados de los tres lotes de datos están disponibles en la carpeta Datos suplementarios 1 .

Conjunto de datos 1
198 nodos en un área circular con un radio de 50 mAlgo.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

El procesador cuántico comercial de última generación actual se puede utilizar en problemas computacionales de cualquier topología de red1. La aplicación del procesador cuántico no está limitada por el número de qbits físicos que cualquiera de los procesadores cuánticos ha podido implementar.

En el diseño de prolongación de la vida útil de la red de sensores, los resultados muestran un avance en el método para lograr una vida útil de la red aún más larga mediante el us.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

El trabajo cuenta con el apoyo del Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas del Reino Unido (EPSRC) número de subvención EP/W032643/1.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Laptop DellDellN/A
Ubuntu 18.04.6 LTSCanonical Ltd18.04.6 LTS
Python3.8Python Software Foundation3.8.0
Dwave QPUDwavehttps://docs.ocean.dwavesys.com/en/stable/overview/install.html

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Chen, J., Date, P., Chancellor, N., Atiquazzaman, M., Cormac, S. Controller-based energy-aware wireless sensor network routing using quantum algorithms. IEEE Transactions on Quantum Engineering. 3, 1-12 (2022).
  2. Lin, H., Uster, H.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Quantum Processor UnitSensor Network RoutingEnergy Efficient RoutingHybrid Quantum AlgorithmNetwork Lifetime MaximizationCluster Head SelectionEnergy Depletion ProcessTransmission Round MetricsDwave APIMachine To Machine Communication

Related Articles