qIoV：一种用于环境监测与快速响应系统的量子驱动车联网方法
新兴技术
2024-03-28 v1 网络与互联网体系结构
摘要
本研究旨在解决在管理一系列环境危害时对先进快速响应操作的关键需求。我们提出了一个新颖的框架 qIoV，该框架将量子计算与车联网（IoV）相结合，以利用量子力学的计算效率、并行性和纠缠特性。我们的方法涉及使用安装在车辆上的环境传感器进行精确的空气质量评估。这些传感器被设计为高度敏感和准确，利用量子力学原理来检测和测量环境参数。我们提案的一个显著特征是量子网格网络架构（QMF），这是一个旨在根据车辆移动动态调整量子网络拓扑的系统。这种能力对于在环境和车辆干扰下保持量子态的完整性至关重要，从而确保可靠的数据传输和处理。此外，我们的方法通过结合变分量子分类器（VQC）与先进的量子纠缠技术得到了进一步增强。这种集成显著降低了危险警报传输的延迟，从而实现了向紧急响应团队和公众快速传达关键数据。我们在 IBM OpenQSAM 3 平台上利用 127 量子比特系统进行的研究在成对图分析中取得了显著进展，在精确率、召回率和 F1-Score 指标上均达到 90% 以上，并且与常规方法相比，有毒气体检测速度提高了 83%。此外，理论分析验证了量子旋转、隐形传态协议的效率以及量子纠缠的保度，进一步突显了量子计算在增强分析性能方面的潜力。
引用
@article{arxiv.2403.18622,
title = {qIoV: A Quantum-Driven Internet-of-Vehicles-Based Approach for Environmental Monitoring and Rapid Response Systems},
author = {Ankur Nahar and Koustav Kumar Mondal and Debasis Das and Rajkumar Buyya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.18622},
year = {2024}
}