软银利用量子计算优化 5G 基站
2025-07-30 17:20
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软银在东京进行了一项概念验证实验,使用伊辛机(一种量子计算技术)来优化无线电基站设置。

结果,在采用载波聚合(CA)的5G通信中,软银与传统设置相比,成功将下行数据速度提高了约10%,数据传输容量提高了高达50%。

在本次概念验证实验中,软银旨在利用量子计算技术优化基站设置,以扩大载波聚合的覆盖范围。载波聚合是一种通过同时利用多个频段实现高速稳定通信的技术。为了实现该功能,它需要在基站之间建立预定义的关联,即“载波聚合链路”。然而,随着基站数量的增加,确定最佳载波聚合链路配置的复杂度呈指数级增长。例如,从 10 个基站中选择一对,就会产生 45 种组合。由于每对基站可以链接或不链接,因此可能的载波聚合链路模式总数将达到 35 万亿(2 的 45 次方)。此外,每个基站可分配的最大载波聚合链路数量等限制进一步增加了任务的复杂性,使得确定能够最大化载波聚合区域覆盖范围的最佳组合变得极其困难。

在概念验证实验中,东京一个拥有多个5G基站的区域被划分成细粒度的网格。能够同时接收来自多个基站不同频率信号的网格被确定为载波聚合部署的候选位置。基于这些网格信息,利用量子计算技术计算出最佳的载波聚合链路组合,以最大化支持载波聚合的网格数量(见图1)。为了执行这项计算,该问题被表述为一个数学优化问题,并使用伊辛机进行求解,伊辛机是专门为执行组合优化计算而设计的。

根据优化结果,生成了CA链路配置,并用于模拟CA支持的覆盖范围。模拟结果证实,与传统配置相比,CA可在更广阔的区域内使用(见图2)。当将此配置应用于在东京特定区域运营的5G基站时,CA覆盖范围扩大,平均下行数据速度提高了约10%(见图3)。此外,CA利用率(使用CA的连接比例)和通过辅助小区*2传输的数据量均增加了高达50%(见图4)。这些结果表明,使用伊辛机优化基站设置可以更有效地利用无线电频谱,并提高通信性能。该技术有助于提供更无缝的用户体验,例如更流畅的高分辨率视频流和在线游戏。

展望未来,软银将考虑将量子计算技术不仅应用于网络架构优化,还应用于运营增强,旨在将这些举措扩展到更广泛的服务领域,并提供更加无缝和高质量的服务。

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