Grootschalige energie-efficiënte sensornetwerkroutering met behulp van een kwantumprocessoreenheid

Summary

Deze studie biedt een methode om een kwantumprocessoreenheid te gebruiken om de routes te berekenen voor verschillende verkeersdynamieken die werken om beter te presteren dan klassieke methoden in de literatuur om de levensduur van het netwerk te maximaliseren.

Abstract

De energiebehoudsmethode van het sensornetwerk, die een gebruikshybride is van een klassieke computer en een kwantumprocessor, heeft bewezen beter te presteren dan het heuristische algoritme met behulp van een klassieke computer. In dit manuscript wordt de technische context voor de betekenis van de methode gepresenteerd en gemotiveerd. Vervolgens worden de experimentele stappen gedemonstreerd in een operationele sequentie met illustraties indien nodig. De methode is gevalideerd door positieve resultaten in een willekeurig gegenereerde steekproefset van netwerktopologieën. De succesvolle experimentele resultaten van deze methode hebben een betere aanpak opgeleverd voor problemen met het maximaliseren van de levensduur van sensornetwerken en hebben aangetoond dat de huidige state-of-the-art kwantumprocessor in staat is geweest om grote praktische technische problemen op te lossen met verdiensten die de huidige methoden in de literatuur terzijde schuiven. Met andere woorden, kwantumvoordeel kan zo goed mogelijk worden benut. Het is verder gegaan dan het stadium van proof of concept naar proof of haalbaarheid.

Introduction

Energiebesparing in sensornetwerken is een zeer kritisch punt geweest in ontwerp¹. Klassieke methoden pakken het probleem normaal gesproken aan met behulp van een ad-hocbenadering 2,3,4,5,6. Dat gezegd hebbende, emuleren deze methoden de sensorknooppunten als individueel beheerde intelligente activa die ook kunnen samenwerken om zowel de belangen van het individu als de gemeenschap te dienen. Vanwege de vluchtige omgeving waarin sensoren werken, worden in sommige werken willekeurige ....

Protocol

1. Dwave Ocean Environment opzetten

1. Download en installeer de oceaantools via de link: https://docs.ocean.dwavesys.com/en/stable/overview/install.html
   1. Typ python -m venv ocean bij de terminal.
   2. Typ bij de terminal . ocean/bin/activate, zoals weergegeven in afbeelding 1.
   3. Typ git clone https://github.com/dwavesystems/dwave-ocean-sdk.git in de terminal
      Typ vervolgens cd dwave-ocean-sdk, zoals weergegeven in afbeelding 2.
      Typ vervolgens python setup.py install

Results

De resultaten van één run-sample worden weergegeven in tabel 2, tabel 3 en tabel 4. De gedetailleerde datasets voor de drie gegevensbatches zijn beschikbaar in de map Aanvullende gegevens 1 .

Gegevensverzameling 1
198 knooppunten in een cirkelvormig gebied met een straal van 50m	Hybride .......

Discussion

De huidige state-of-the-art commerciële kwantumprocessor kan worden gebruikt bij rekenproblemen van elke netwerktopologie¹. De toepassing van kwantumprocessors wordt niet beperkt door het aantal fysieke qbits dat een van de kwantumprocessors heeft kunnen implementeren.

Bij het ontwerp van de verlenging van de levensduur van het sensornetwerk laten de resultaten een vooruitgang zien in de methode om een nog langere levensduur van het netwerk te bereiken door gebruik te .......

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