論文の概要: Cost vector analysis & multi-path entanglement routing in quantum networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.00418v3
• Date: Thu, 8 Aug 2024 22:48:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-12 21:11:46.130835
• Title: Cost vector analysis & multi-path entanglement routing in quantum networks
• Title（参考訳）: 量子ネットワークにおけるコストベクトル解析とマルチパス絡み合いルーティング
• Authors: Hudson Leone, Nathaniel R. Miller, Deepesh Singh, Nathan K. Langford, Peter P. Rohde,
• Abstract要約: 我々は,thit Cost-vector formalism と呼ぶ量子ルーティングプロトコルを解析するためのフレームワークを提案する。 このフレームワークでルーティングを行うための初歩的な欲求アルゴリズムを開発し、様々な玩具ネットワークシナリオでそれらをテストする。 以上の結果から,多くのノード(コンピュータ)が加わった場合,量子ネットワークの混雑は著しく改善しないことが明らかとなった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a static framework for analysing quantum routing protocols that we call the \textit{cost-vector formalism}. Here, quantum networks are recast as multi-graphs where edges represent two-qubit entanglement resources that \textit{could} exist under some sequence of operations. Each edge is weighted with a \textit{transmission probability} that represents the likelihood of the pair existing and a \textit{coherence probability} which is the likelihood that the pair is suitable for teleportation. Routing operations such as entanglement swapping and purification are then interpreted as \textit{contractions on the multi-graph} with relatively simple rules for updating the edge-weights. Moreover, we extend our formalism to include routing scenarios over time by developing a compatible resource theory for quantum memories. We develop rudimentary greedy algorithms for routing in this framework and test them over a variety of toy networking scenarios. Our results indicate that congestion in quantum networks does not improve significantly when more nodes (computers) are added. Rather, we find that congestion is all but eliminated by waiting a small amount of time.
• Abstract（参考訳）: 量子ルーティングプロトコルを解析するための静的なフレームワークを提案し,それを「textit{cost-vector formalism}」と呼ぶ。 ここでは、量子ネットワークをマルチグラフとして再キャストし、エッジは、ある操作列の下に存在する2ビットのエンタングルメント資源を表す。 それぞれのエッジには、存在するペアの確率を表す \textit{transmission probability} と、ペアがテレポーテーションに適した確率である \textit{coherence probability} が重み付けされている。 エンタングルメントスワッピングや精製のようなルーティング操作は、エッジウェイトを更新するための比較的単純な規則で、マルチグラフ上の‘textit{contractions on the multi-graph} と解釈される。 さらに、量子メモリのための整合性資源理論を開発することにより、時間とともにルーティングシナリオを含むようにフォーマリズムを拡張した。 このフレームワークでルーティングを行うための初歩的な欲求アルゴリズムを開発し、様々な玩具ネットワークシナリオでそれらをテストする。 以上の結果から,より多くのノード(コンピュータ)が加わると,量子ネットワークの混雑は著しく改善しないことがわかった。 むしろ、少量の時間を待つことで、渋滞は取り除かれてしまう。

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