(NICT)は2024年7月25日、量子アニーリングで組み合わせ最適化問題を解くことにより、屋外における多数同時接続の無線通信実験に成功したと発表した。(NICT)は、量子アニーリングで組み合わせ最適化問題を解くことにより、屋外における多数同時接続の無線通信実験に成功した。基地局アンテナ1本あたり少なくとも7台まで端末局との同時接続が行えることをシミュレーションで確認すると共に、4台との同時接続を屋外実験で実証した。Systemsの量子アニーリングマシンを使って実証した(図1)。システムは、同時に複数台と通信可能で、5Gと比較して同時接続数を10倍以上とすることが期待されている」(NICT)しかし、NICTの説明によると、基地局では複数端末局から送信された信号を重畳して受信することから、端末局ごとに受信信号を分離する処理(信号分離処理)が必要になる。端末局数が増えるにつれて受信信号の組み合わせの数が指数関数的に増加するため、信号分離処理に要する計算量が増える。「組み合わせ最適化問題を高速に解く計算機に量子アニーリングマシンがあるが、汎用的な計算は得意ではない。次世代移動通信システムにおける信号処理では、大規模な組み合わせ最適化問題だけではなく、汎用的な計算も必要になることから、実用的な演算手法(アルゴリズム)の実現が課題だった」(NICT)今回の実証実験にあたってNICTは、量子アニーリングマシンと古典コンピュータのハイブリッド構成で、実用的なアルゴリズムを開発した。組み合わせ最適化問題を得意とする量子アニーリングマシンを組み合わせの候補(正解とは限らない)を出力するサンプラーとして使い、マイクロ秒オーダーの時間内で複数の候補を得る。この後、NICTの独自技術により、古典コンピュータで事後処理を実施する仕組みを構築。これにより、限られたサンプル数でも高精度で統計分布に従う解が得られるという。おける信号分離では、変調多値数(M)と同時通信端末数(K)により組み合わせ数はMKとなることから、指数関数的に計算量が増加する課題があった。シミュレーションの結果(M=4の場合。)拡大画像表示そこでまず、計算機シミュレーションによって基地局の受信信号を生成し、開発したアルゴリズムの性能を評価した。具体的には、大規模な組み合わせ最適化問題(QPSK信号〈M=4〉、基地局のアンテナ1本当たりK=7まで、K=7のときの組み合わせ数は1万6千通り以上)に対して、古典コンピュータを用いた従来の信号分離と比較して誤り率特性が同等であることを確認した(図2の左)。信号分離処理に要する計算時間(量子アニーリングに要する時間の積算値として計算)は、古典コンピュータを用いた従来手法の計算時間と比較して約10分の1に短縮できることを示した(図2の右)。次に、開発したアルゴリズムを実装した無線通信実験系を開発し、屋外における電波発射による原理検証を目的とした実験(QPSK信号〈M=4〉、基地局のアンテナ1本あたりK=4)を行い、エラーフリー(誤り率ゼロ)で伝送できることを確認した(実験時の信号対雑音電力比は約26dB)。システムでは大規模なビームフォーミングにおいても大規模な組み合わせ最適化問題を解く必要があり、今回開発したアルゴリズムの応用が期待される」(NICT)。目指すべきID起点のゼロトラストとは?未知の脅威をほぼ100%検出/排除。最新「ソフトウェアサプライチェーン攻撃」の手口とその防ぎ方とは?ワークプレイスでの生成AI活用の“現実解”あるべきクライアント環境、求められる要件とは生成AIがビジネスコンテキストを理解し、プロセス改善を提案。10の寿命は残り1年半。人材不足解消の鍵はノーコード活用、データ連携とAI/IoTで真のハイパーオートメーションの実現をDX支援のための先進技術は自社を“実験場”に─データ仮想化や生成AIの意義と効果とは?ハイブリッドワークで浮上した会議の不平等性。Leadersの会員限定公開記事を読むことができます。Libraryもご利用いただけます。目指すべきID起点のゼロトラストとは?未知の脅威をほぼ100%検出/排除。最新「ソフトウェアサプライチェーン攻撃」の手口とその防ぎ方とは?ワークプレイスでの生成AI活用の“現実解”あるべきクライアント環境、求められる要件とは生成AIがビジネスコンテキストを理解し、プロセス改善を提案。10の寿命は残り1年半。人材不足解消の鍵はノーコード活用、データ連携とAI/IoTで真のハイパーオートメーションの実現をDX支援のための先進技術は自社を“実験場”に─データ仮想化や生成AIの意義と効果とは?ハイブリッドワークで浮上した会議の不平等性。脱却し、プロセス変革を遂げるために何をなすべきか。最新動向を中心にプロセスマイニングの実践のさまをお届けする。ご所属のお客様でも、ご所属企業(または団体)におけるIT化を推進されるお立場の方にもお読みいただけます。(NICT)は2024年7月25日、量子アニーリングで組み合わせ最適化問題を解くことにより、屋外における多数同時接続の無線通信実験に成功したと発表した。基地局アンテナ1本で少なくとも7台まで端末局との同時接続が行えることをシミュレーションで確認すると共に、4台との同時接続を屋外実験で実証した。