Roteamento de rede de sensores energeticamente eficiente em larga escala usando uma unidade de processador quântico

Summary

Este estudo fornece um método para usar uma unidade de processador quântico para calcular as rotas para várias dinâmicas de tráfego que trabalham para superar os métodos clássicos na literatura para maximizar a vida útil da rede.

Abstract

O método de conservação de energia da rede de sensores, que é um híbrido de uso de um computador clássico e processador quântico, provou ter um desempenho melhor do que o algoritmo heurístico usando um computador clássico. Neste manuscrito, o contexto técnico para a significância do método é apresentado e justificado. Em seguida, as etapas experimentais são demonstradas em uma sequência operacional com ilustrações, se necessário. O método foi validado por resultados positivos em um conjunto de amostras de topologias de rede gerado aleatoriamente. Os resultados experimentais bem-sucedidos deste método forneceram uma melhor abordagem para problemas de maximização da vida útil da rede de sensores e demonstraram que o atual processador quântico de última geração tem sido capaz de resolver grandes problemas práticos de engenharia com méritos que se sobrepõem aos métodos atuais na literatura. Em outras palavras, a vantagem quântica pode ser explorada para melhores esforços. Passou da fase de prova de conceito para a prova de viabilidade.

Introduction

A conservação de energia em redes de sensores tem sido uma questão muito crítica no projeto¹. Os métodos clássicos normalmente abordam o problema usando uma abordagem ad hoc 2,3,4,5,6. Dito isso, esses métodos emulam os nós de sensor como ativos inteligentes gerenciados individualmente que também poderiam cooperar para servir aos interesses do indivíduo e da comunidade. Devido ao ambiente volátil onde os sensores trabalham, em alguns trabalhos algoritmos aleatórios são introduzidos p....

Protocol

1. Configurando o Dwave Ocean Environment

1. Baixe e instale as ferramentas do oceano no link: https://docs.ocean.dwavesys.com/en/stable/overview/install.html
   1. No terminal, digite python -m venv ocean.
   2. No terminal, digite ocean/bin/activate, como mostra a Figura 1.
   3. No terminal, digite git clone https://github.com/dwavesystems/dwave-ocean-sdk.git
      Em seguida, digite cd dwave-ocean-sdk, como mostra a Figura 2.
      Em seguida, digite python setup.py instalar
<....

Results

Os resultados de uma amostra de corrida são mostrados na Tabela 2, Tabela 3 e Tabela 4. Os conjuntos de dados detalhados para os três lotes de dados estão disponíveis na pasta Dados Suplementares 1 .

Conjunto de dados 1
198 nós em uma área circular com um raio de 50m	Algoritmo Quântico H.......

Discussion

O atual processador quântico comercial de última geração pode ser usado em problemas computacionais de qualquer topologia de rede¹. A aplicação do processador quântico não é limitada pelo número de qbits físicos que qualquer um dos processadores quânticos foi capaz de implementar.

No projeto de prolongamento da vida útil da rede de sensores, os resultados mostram um avanço no método para alcançar uma vida útil de rede ainda mais longa usando um processador quântico. Os.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Notebook Dell	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