量子搜索算法为从根本上增强无线网络提供了希望

不幸的是，一种显着提高无线网络能量效率的提议方法也面临着需要解决的计算复杂问题。但是一位计算机科学家首次证明，量子搜索算法可以比经典计算机更快地解决这个问题。

一种新颖的无线通信技术可以改变电信介质本身的部分(例如天线和副载波)的开关状态，可以提供超强的能源效率增益，但其优化存在计算困难的问题要解决的问题。然而，横滨国立大学的一位计算机科学家首次证明，在查询复杂度方面，量子搜索算法可以比经典计算机更快地解决这个问题。

描述他的发现的论文发表在 8 月 9 日的IEEE Access杂志上。

5G 无线网络的到来极大地提高了带宽和更高的数据速率，并有可能实现广泛的新移动数据应用，例如自动驾驶汽车和物联网 (IoT)。同时，这种业务量的激增需要改进技术以提高所有这些信息的无线电频谱载波的使用效率以及为系统供电所需的能量。

一种提高能效的创新方法，近年来在无线通信界引起了极大的关注，即所谓的指数调制。

该技术的名称与调频 (FM) 或调幅 (AM) 术语相呼应，这些术语用于描述在 20 世纪的大部分时间里，声音或音乐等信息如何通过无线电波在太空中传输。在发送端，“载波”无线电波的频率或幅度被发射器即时修改(“调制”)，以便将信息印在该波上，类似于 19 世纪的电报运营商如何将信息印在电流通过电报线时的摩尔斯电码形式。在接收端，该载波的解码或“解调”提取了嵌入其形式的信息，产生了人耳可以听到的声音。

索引调制 (IM) 提供了第四种方式，或者可以说是第四维，令人印象深刻的信息，但这一次是通过利用其索引的开或关状态。在这种情况下，索引一词只是对通信系统的基础设施和操作构建块的统称，例如传输天线、副载波、时隙、射频反射镜、LED，甚至中继和扩频码。通过打开或关闭这些不同的元素，这可能会为传输增加另一层信息，这次是以二进制数字或位的形式。

通过关闭系统的某些部分，即使它们在传送信息，传输的符号序列的稀疏性也简化了计算的复杂性。这也大大降低了传输给定数据量所需的能量。

“这是一个非常优雅的概念，使用通信系统本身构建块的激活模式来传递信息，并导致硬件复杂性的降低，”论文作者 Naoki Ishikawa 副教授说。

但这种彻底的改进伴随着额外的——而且是实质性的——挑战。

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