論文の概要: Effective routing design for remote entanglement generation on quantum networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.02204v1
• Date: Tue, 7 Jan 2020 18:16:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-13 21:30:09.021712
• Title: Effective routing design for remote entanglement generation on quantum networks
• Title（参考訳）: 量子ネットワーク上でのリモート絡み合い生成のための効果的なルーティング設計
• Authors: Changhao Li, Tianyi Li, Yi-Xiang Liu and Paola Cappellaro
• Abstract要約: 量子メモリのような比較的限られた資源を持つ量子ネットワーク上での効率的な絡み合い生成は、ネットワークの機能を完全に実現するために不可欠である。 ソース終端局間の絡み合い発生の複数の要求に対する自動応答を可能にする効果的なルーティング方式を提案する。 接続要求毎に複数の接続経路が利用され、また、絡み合う浄化を行うことにより、各経路に対して絡み合う忠実度が確保される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.695045642641268
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum network is a promising platform for many ground-breaking applications that lie beyond the capability of its classical counterparts. Efficient entanglement generation on quantum networks with relatively limited resources such as quantum memories is essential to fully realize the network's capabilities, the solution to which calls for delicate network design and is currently at the primitive stage. In this study we propose an effective routing scheme to enable automatic responses for multiple requests of entanglement generation between source-terminal stations on a quantum lattice network with finite edge capacities. Multiple connection paths are exploited for each connection request while entanglement fidelity is ensured for each path by performing entanglement purification. The routing scheme is highly modularized with a flexible nature, embedding quantum operations within the algorithmic workflow, whose performance is evaluated from multiple perspectives. In particular, three algorithms are proposed and compared for the scheduling of capacity allocation on the edges of quantum network. Embodying the ideas of proportional share and progressive filling that have been well-studied in classical routing problems, we design a new scheduling algorithm, the propagatory update method, which in certain aspects overrides the two algorithms based on classical heuristics in scheduling performances. The general solution scheme paves the road for effective design of efficient routing and flow control protocols on applicational quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 量子ネットワークは、その古典的な能力を超えた多くの画期的なアプリケーションにとって有望なプラットフォームである。 量子メモリのような比較的限られた資源を持つ量子ネットワーク上での効率的な絡み合い生成は、ネットワークの機能を完全に実現するために不可欠である。 本研究では,有限エッジ容量の量子格子ネットワーク上で,ソース終端局間の絡み合い発生の複数の要求に対する自動応答を実現する効果的なルーティング方式を提案する。 接続要求毎に複数の接続パスを活用し、絡み合い精製を行うことにより、絡み合い忠実度を各経路毎に確保する。 ルーティング方式は柔軟な性質で高度にモジュール化されており、アルゴリズムワークフローに量子演算を埋め込んでおり、その性能は複数の観点から評価されている。 特に3つのアルゴリズムが提案され、量子ネットワークのエッジにおけるキャパシティ割り当てのスケジューリングに比較される。 古典的経路問題においてよく研究されてきた比例分担と漸進的充足の考え方を具体化し,スケジューリング性能の古典的ヒューリスティックスに基づく2つのアルゴリズムをオーバーライドする新しいスケジューリングアルゴリズム,プロパゲーション更新法を設計した。 一般解法は、応用量子ネットワーク上の効率的なルーティングとフロー制御プロトコルを効果的に設計するための道を開く。

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