Problems related to routing and wavelength assignment (RWA) in optical communications networks involve allocating transmission wavelengths and finding transmission paths between nodes that minimize a certain objective function, for example, the total number of wavelengths. Playing a central role in modern telecommunications, this problem belongs to NP-complete class for a general case, so that obtaining optimal solutions for industry relevant cases is exponentially hard. In this work, we propose and develop a quantum-inspired algorithm for solving the RWA problem in a particular yet industry relevant case, in which we specifically focus on the wavelength assignment task for known routes. We propose an advanced embedding procedure for this problem into the quadratic unconstrained binary optimization (QUBO) form having a logarithmic improvement in the number of iterations with price-to-pay being a slight increase in the number of variables ("spins"). Then we compare a quantum-inspired technique for solving the corresponding QUBO form against classical heuristic and industrial combinatorial solvers. The obtained numerical results indicate on an advantage of the quantum-inspired approach in a substantial number of test cases against the industrial combinatorial solver that works in the standard setting. Our results pave the way to the use of quantum-inspired algorithms for practical problems in telecommunications and open a perspective for the further analysis of the employ of quantum computing devices.


翻译:在光学通信网络中,与路由和波长分配有关的问题涉及分配传输波长和在节点之间寻找传输路径,以最大限度地减少某种客观功能,例如波长的总数。在现代电信中,这个问题属于普通案件的NP完整类,因此,为工业相关案例找到最佳解决办法的难度很大。在这项工作中,我们提议并开发一种量子激励算法,以解决特定但与行业相关的RWA问题,我们特别侧重于已知路线的波长分配任务。我们提议将这一问题的高级嵌入程序,在等式不受限制的双轨优化(QUBO)形式中,对升级次数进行对数的对数改进,而价格到报酬的变数则略有增加。然后,我们比较了一种量级推算方法,用以解决特定但又与行业相关的RWA问题,我们特别侧重于已知路线的波长分配任务。我们提议了一个高级程序,我们提议将这一问题嵌入一个高级程序,将这一问题嵌入四面不受到限制的双向优化的双向优化(QUBO)形式形式。我们建议,对一个普通电信的迭数进行对数值分析进行对数值分析的方法进行对数值分析,对数字分析,从而确定标准数字分析,对数字分析,对数字进行实际的计算结果进行实际的计算,对数字分析,对数字分析,对数字分析,对数字分析,对数字分析,对数字分析,对数字分析。

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