論文の概要: Optimized Quantum Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.10275v3
• Date: Tue, 31 Jan 2023 10:54:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-21 07:29:59.436833
• Title: Optimized Quantum Networks
• Title（参考訳）: 最適化量子ネットワーク
• Authors: Jorge Miguel-Ramiro, Alexander Pirker and Wolfgang D\"ur
• Abstract要約: 量子ネットワークは、ネットワーク要求の前に様々な種類の絡み合いを生成することができる。 これを応用して、所望の機能に合わせた絡み合いベースの量子ネットワークを設計する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 68.8204255655161
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The topology of classical networks is determined by physical links between nodes, and after a network request the links are used to establish the desired connections. Quantum networks offer the possibility to generate different kinds of entanglement prior to network requests, which can substitute links and allow one to fulfill multiple network requests with the same resource state. We utilize this to design entanglement-based quantum networks tailored to their desired functionality, independent of the underlying physical structure. The kind of entanglement to be stored is chosen to fulfill all desired network requests (i.e. parallel bipartite or multipartite communications between specific nodes chosen from some finite set), but in such a way that the storage requirement is minimized. This can be accomplished by using multipartite entangled states shared between network nodes that can be transformed by local operations to different target states. We introduce a clustering algorithm to identify connected clusters in the network for a given desired functionality, i.e. the required network topology of the entanglement-based network, and a merging algorithm that constructs multipartite entangled resource states with reduced memory requirement to fulfill all desired network requests. This leads to a significant reduction in required time and resources, and provides a powerful tool to design quantum networks that is unique to entanglement-based networks.
• Abstract（参考訳）: 古典的ネットワークのトポロジはノード間の物理的リンクによって決定され、ネットワーク要求後、所望の接続を確立するためにリンクが使用される。 量子ネットワークは、ネットワーク要求に先立って異なる種類の絡み合いを生成する可能性を提供し、リンクを置換し、同じリソース状態で複数のネットワーク要求を満たすことができる。 これを利用して、基盤となる物理構造とは無関係に、量子量子ネットワークの所望の機能に合わせて設計する。 格納すべき絡み合いの種類は、すべての所望のネットワーク要求(例えば、有限集合から選択された特定のノード間の並列二部通信やマルチパーティイト通信)を満たすために選択されるが、ストレージ要求が最小化される。 これは、ローカル操作によって異なるターゲット状態に変換することができるネットワークノード間で共有されるマルチパートの絡み合った状態を使用することで実現できる。 所望の機能として,ネットワーク内の連結クラスタを識別するクラスタリングアルゴリズム,すなわち,絡み合いベースのネットワークに必要なネットワークトポロジ,および,すべての所望のネットワーク要求を満たすために,メモリ要求を低減したマルチパーティントリソース状態を構築するマージアルゴリズムを導入する。 これにより必要な時間とリソースが大幅に削減され、絡み合ったネットワークに特有の量子ネットワークを設計するための強力なツールが提供される。

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