論文の概要: Stability Analysis of a Quantum Network with Max-Weight Scheduling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.00831v1
- Date: Tue, 1 Jun 2021 22:19:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-28 03:21:59.068434
- Title: Stability Analysis of a Quantum Network with Max-Weight Scheduling
- Title（参考訳）: 最大重みスケジューリングを持つ量子ネットワークの安定性解析
- Authors: Thirupathaiah Vasantam, Don Towsley
- Abstract要約: 本稿では,ネットワークに接続された複数のユーザに対して,絡み合った量子状態を分散する量子ネットワークについて検討する。
ネットワークのすべてのリンクは、特定の確率を持つ各タイムスロットにおいて、二部構成のベル状態の絡み合った状態を生成する。
我々は,最大ウェイトスケジューリングポリシを提案し,このポリシがネットワークを安定化し,すべての実現可能な到着率を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.74626042261441
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: We study a quantum network that distributes entangled quantum states to
multiple sets of users that are connected to the network. Each user is
connected to a switch of the network via a link. All the links of the network
generate bipartite Bell-state entangled states in each time-slot with certain
probabilities, and each end node stores one qubit of the entanglement generated
by the link. To create shared entanglements for a set of users, measurement
operations are performed on qubits of link-level entanglements on a set of
related links, and these operations are probabilistic in nature and are
successful with certain probabilities. Requests arrive to the system seeking
shared entanglements for different sets of users. Each request is for the
creation of shared entanglements for a fixed set of users using link-level
entanglements on a fixed set of links. Requests are processed according to
First-Come-First-Served service discipline and unserved requests are stored in
buffers. Once a request is selected for service, measurement operations are
performed on qubits of link-level entanglements on related links to create a
shared entanglement. For given set of request arrival rates and link-level
entanglement generation rates, we obtain necessary conditions for the stability
of queues of requests. In each time-slot, the scheduler has to schedule
entanglement swapping operations for different sets of users to stabilize the
network. Next, we propose a Max-Weight scheduling policy and show that this
policy stabilizes the network for all feasible arrival rates. We also provide
numerical results to support our analysis. The analysis of a single quantum
switch that creates multipartite entanglements for different sets of users is a
special case of our work.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,ネットワークに接続された複数のユーザに対して,絡み合った量子状態を分散する量子ネットワークについて検討する。
各ユーザは、リンクを介してネットワークのスイッチに接続される。
ネットワークのすべてのリンクは、特定の確率で各タイムスロット内の2部ベル状態の絡み合い状態を生成し、各エンドノードは、リンクによって生成された絡み合いの1キュービットを格納する。
ユーザ集合の共有絡み付けを作成するために、リンクレベルの絡み合わせのキュービット上で測定操作を行い、それらの操作は本質的に確率的であり、特定の確率で成功している。
リクエストは、異なるユーザーのための共有の絡み合いを求めるシステムに届く。
各リクエストは、固定されたリンクセット上のリンクレベル絡みを使って、固定されたユーザーの共有絡みを作成するためのものである。
リクエストはFirst-Come-First-Servedサービス規律に従って処理され、保存されていないリクエストはバッファに格納されます。
サービス要求が選択されると、関連リンク上のリンクレベルの絡み合いのキュービット上で測定操作を行い、共有絡みを生成する。
要求到着率とリンクレベルの絡み合い発生率のセットに対して,要求キューの安定性に必要な条件を求める。
各タイムスロットにおいて、スケジューラはネットワークを安定化させるために、異なるユーザのセットに対する絡み合わせ操作をスケジュールする必要がある。
次に、最大ウェイトスケジューリングポリシーを提案し、本ポリシーが全到達率のネットワークを安定化させることを示す。
また、分析を支援する数値的な結果も提供する。
異なるユーザの集合に対してマルチパーティショニングを生成する単一の量子スイッチの解析は、私たちの仕事の特別なケースです。
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