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Quantum annealer for network flow minimization in InSAR images

Otgonbaatar, Soronzonbold und Datcu, Mihai (2021) Quantum annealer for network flow minimization in InSAR images. In: Proceedings of the European Conference on Synthetic Aperture Radar, EUSAR, Seiten 1-4. EUSAR 2021, 29. Mar. -01. Apr. 2021, Leipzig, Germany. ISSN 2197-4403.

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Kurzfassung

Quantum Annealer (QA) is well-suited for a certain class of optimization problems which can be expressed as a Quadratic Unconstrained Binary Optimization (QUBO) problem. A QUBO problem belongs to the family of Integer Programming problems which are called the NP-hard optimization problems. Feasible solutions of such problems can be found by using classical optimization techniques. However, studies claim that QA can find a feasible global solution that is faster than a classical annealer for QUBO problems. Hence, it appears promising to program and use the QA-to-QUBO approach for Earth Observation. In search of the QUBO problem in the domain of Earth Observation, we examined several Inteferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) applications and identified a residue connection problem in the phase unwrapping procedure. In particular, we consider the residue connection problem with multiples of 2pi as a QUBO problem. For this practical problem, we studied how to formulate this QUBO problem, and we examined the challenges to program the D-Wave quantum annealer, in particular, embedding the QUBO problem into our QA architecture with a so-called Pegasus topology, and the annealing parameter settings in the D-Wave quantum annealer. We then analysed the parameter effects on finding the global minimum of the residue connection problem. From these results, we derived and enhanced our insight for programming future quantum annealers; for instance, choosing real-world problems in Earth Observation, conceiving the embedding procedure, and the tuning of the annealing parameters.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/141644/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Quantum annealer for network flow minimization in InSAR images
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Otgonbaatar, SoronzonboldSoronzonbold.Otgonbaatar (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datcu, MihaiMihai.Datcu (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2021
Erschienen in:Proceedings of the European Conference on Synthetic Aperture Radar, EUSAR
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Seitenbereich:Seiten 1-4
ISSN:2197-4403
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Quantum Annealer, InSAR, Network Flow Minimization, Quadratic Unconstrained Binary Optimization (QUBO)
Veranstaltungstitel:EUSAR 2021
Veranstaltungsort:Leipzig, Germany
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:29. Mar. -01. Apr. 2021
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - SAR-Methoden
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > EO Data Science
Hinterlegt von: Otgonbaatar, Soronzonbold
Hinterlegt am:08 Apr 2021 10:40
Letzte Änderung:06 Apr 2022 03:00

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