韩国科学技术院(KAIST)的量子计算机科学家优化了超空间6G低地球轨道(LEO)卫星网络,找到了通过多卫星跳跃从一座城市向另一地点传输数据的最短路径。
由June-Koo Kevin Rhee教授和Dongsu Han教授领导的研究团队与LG U+合作,利用第一台商业化量子计算机D-Wave验证了使用卫星网络进行超高性能和精确通信的可能性。
卫星网络优化一直具有挑战性,因为每当卫星在三维空间中靠近连接范围内的其他卫星时,都需要重新配置网络。此外,在地球上方200~2000公里处轨道运行的LEO卫星位置会动态变化,而地球静止轨道(GSO)卫星则不会改变位置。因此,LEO卫星网络优化需要实时解决。
研究团队将这个问题表述为无约束二次二元优化(QUBO)问题,并成功解决了这个问题,将连接性和链路距离限制作为约束条件。
据报道,与以往使用经典解决方案的研究相比,该优化算法在跳跃次数和路径长度方面更加高效。这些结果证实了卫星网络可以提供超高性能(用户感知速度超过1Gbps)和超精确(端到端延迟小于5ms)的网络服务,这些服务与地面通信相当。
一旦应用QUBO,“超空间网络”有望在6G时代实现。研究人员表示,超空间网络可以为以极高速度(~1000 km/h)在高达10公里高空移动的物体提供通信服务。优化的LEO卫星网络可以为目前无法覆盖的区域,如空中航班和沙漠,提供6G通信服务。
同时担任Qunova Computing首席执行官的Rhee教授指出:“与LG U+的合作意义重大,因为我们能够为量子计算机找到工业应用。我们期待在通信、药物和材料发现、物流以及金融科技等行业的实际问题上开展更多量子应用研究。”