Optimierung des Netzwerk-Routings mit Quantenannealern

Der ständige Zugang zu schnellem Internet ist ein wesentlichen Bestandteil des Lebens und der Wirtschaft geworden und hat unmittelbare Auswirkungen auf die Gesellschaft. Derzeit werden große Anstrengungen unternommen, um die Infrastruktur der deutschen Weitverkehrsnetze zu erweitern und zu verbessern. Ein ebenso wichtiger Bestandteil dieser Bemühungen ist die Fähigkeit, ein optimales Routing für ein bestehendes Netz zu finden, das zeitabhängig ist, aber einen optimalen Zugang mit minimalen Kosten und Latenzzeiten garantiert. Einschränkungen wie Signalverstärkung und -verlust, Latenzzeiten und Übertragungsgeschwindigkeiten müssen bei der Bestimmung der optimalen Netzkonfiguration berücksichtigt werden. In diesem Projekt wird der D-Wave Advantage Quantenannealer JUPSI eingesetzt, um dieses Optimierungsproblem anzugehen. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass JUPSI praktikable Lösungen für die Optimierung von Netzwerken mit bis zu 6 Knoten liefert. Die Lösungen sind von gleicher Qualität wie ein klassischer Ansatz. Aus einer Skalierungsanalyse geht hervor, dass Netzwerke mit 12 bis 16 Knoten einen Quantenannealer mit etwa 50.000 Qubits benötigen.

Referenzen: arXiv:2212.07854