論文の概要: A quantum walk control plane for distributed quantum computing in quantum networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.09839v2
• Date: Fri, 5 Nov 2021 15:10:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-26 10:30:17.276727
• Title: A quantum walk control plane for distributed quantum computing in quantum networks
• Title（参考訳）: 量子ネットワークにおける分散量子コンピューティングのための量子ウォーク制御平面
• Authors: Matheus Guedes de Andrade, Wenhan Dai, Saikat Guha, Don Towsley
• Abstract要約: 本稿では,分散量子コンピューティングを実現するための量子ウォークプロトコルについて述べる。 本稿では,量子ウォーカシステムを用いて分散CNOT操作を行う方法を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.602482592330201
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum networks are complex systems formed by the interaction among quantum processors through quantum channels. Analogous to classical computer networks, quantum networks allow for the distribution of quantum computation among quantum computers. In this work, we describe a quantum walk protocol to perform distributed quantum computing in a quantum network. The protocol uses a quantum walk as a quantum control signal to perform distributed quantum operations. We consider a generalization of the discrete-time coined quantum walk model that accounts for the interaction between a quantum walker system in the network graph with quantum registers inside the network nodes. The protocol logically captures distributed quantum computing, abstracting hardware implementation and the transmission of quantum information through channels. Control signal transmission is mapped to the propagation of the walker system across the network, while interactions between the control layer and the quantum registers are embedded into the application of coin operators. We demonstrate how to use the quantum walker system to perform a distributed CNOT operation, which shows the universality of the protocol for distributed quantum computing. Furthermore, we apply the protocol to the task of entanglement distribution in a quantum network.
• Abstract（参考訳）: 量子ネットワークは、量子チャネルを介して量子プロセッサ間の相互作用によって形成される複雑なシステムである。 古典的なコンピュータネットワークと同様、量子ネットワークは量子コンピュータ間の量子計算の分配を可能にする。 本研究では,量子ネットワーク上で分散量子コンピューティングを実現するための量子ウォークプロトコルについて述べる。 このプロトコルは量子ウォークを量子制御信号として使用し、分散量子演算を実行する。 本稿では,ネットワークグラフ内の量子ウォーカシステムと,ネットワークノード内の量子レジスタとの相互作用を考慮した離散時間生成量子ウォーカモデルの一般化を検討する。 このプロトコルは分散量子コンピューティングを論理的に捉え、ハードウェアの実装を抽象化し、チャネルを通じて量子情報を送信する。 制御信号伝達はネットワークを横断するウォーカーシステムの伝播にマッピングされ、制御層と量子レジスタ間の相互作用はコイン演算子の応用に埋め込まれる。 本稿では,分散量子コンピューティングのためのプロトコルの普遍性を示す分散cnot演算を行うために量子ウォーカーシステムをどのように利用するかを示す。 さらに,このプロトコルを量子ネットワークにおける絡み合い分布のタスクに適用する。

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