Softbank провів експеримент з підтвердженням концепції в Токіо, використовуючи машину Ising, тип технології квантових обчислень, для оптимізації налаштувань радіо-базової станції.
Як результат, у 5G комунікації з використанням агрегації операторів (CA) Softbank успішно покращив швидкість даних пронизливу лінію приблизно на 10% та збільшила здатність передачі даних до 50% порівняно зі звичайними налаштуваннями.
У цьому експерименті з підтвердженням концепції Softbank мав на меті розширити область покриття CA, оптимізуючи параметри базової станції за допомогою технології квантових обчислень. CA-це технологія, яка дозволяє швидкостійне, стабільне спілкування, одночасно використовуючи багаторазові смуги. Для функціонування він вимагає заздалегідь визначених асоціацій між базовими станціями, які називаються “посиланнями CA”. Однак у міру збільшення кількості базових станцій, визначення оптимальної конфігурації зв'язку СА стає експоненціально складнішим. Наприклад, вибір пар з 10 базових станцій дає 45 комбінацій. Оскільки кожна пара може бути пов’язана або ні, загальна кількість можливих моделей зв'язку СА досягає 35 трлн (2 до потужності 45). Більше того, такі обмеження, як максимальна кількість посилань Са, призначені для кожної базової станції, ще більше ускладнюють завдання, що ускладнює виявлення оптимальної комбінації, що максимально збільшує покриття області, що підтримується CA.
У експерименті з доказом концепції область Токіо з кількома 5G базовими станціями була поділена на дрібнозернисту сітку. Сітки, які могли б одночасно отримувати сигнали на різних частотах з декількох базових станцій, були визначені як кандидати на місце для розгортання CA. Виходячи з цієї сітчастої інформації, оптимальне поєднання посилань СА для максимізації кількості сітків, що підтримуються CA, було обчислено за допомогою технології квантових обчислень (див. Малюнок 1). Для виконання цього обчислення проблема була сформульована як задача математичної оптимізації та вирішується за допомогою машини Ising, яка спеціально розроблена для виконання обчислень, спеціалізованих для комбінаторної оптимізації.
На основі результатів оптимізації була створена конфігурація посилань CA та використовувалася для імітації області покриття, що підходить до Са. Моделювання підтвердило, що СА може бути доступним на більш широкій області порівняно зі звичайними конфігураціями (див. Малюнок 2). Коли ця конфігурація була застосована на базових станціях 5G, що працюють в придатній області Токіо, область покриття CA розширилася, а середня швидкість даних про низхідну лінію покращилася приблизно на 10% (див. Малюнок 3). Крім того, як коефіцієнт використання Са (частка з'єднань, що використовують СА), так і кількість даних, що передаються за допомогою вторинних клітин*2, збільшилися до 50% (див. Рисунок 4). Ці результати демонструють, що оптимізація параметрів базової станції за допомогою машини Ising дає можливість більш ефективного використання радіо -спектру та призводить до покращення продуктивності зв'язку. Ця технологія сприяє забезпеченню більш безперебійного досвіду користувачів, таких як плавніша передача відео з високою роздільною здатністю та онлайн-ігри.
Вперед, SoftBank розгляне застосування квантових обчислювальних технологій не лише для оптимізації архітектури мережі, а й для оперативних вдосконалень, спрямованих на розширення цих ініціатив у більш широкому спектрі послуг та надання ще більш безпроблемних та якісних послуг.