Os arquivos dentro do diretório /dev/serial/by-id são links apontando para /dev/ttyUSB* , então a ferramenta padrão que se pode usar é find :
find -L /dev/serial/by-id/ -samefile /dev/ttyUSB3
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-Lsignifica seguir links simbólicos -
-samefilesignifica obter exatamente o mesmo inode que/dev/ttyUSB3