論文の概要: An Architecture for Meeting Quality-of-Service Requirements in
Multi-User Quantum Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.13124v1
- Date: Thu, 25 Nov 2021 15:27:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-06 21:50:52.455257
- Title: An Architecture for Meeting Quality-of-Service Requirements in
Multi-User Quantum Networks
- Title（参考訳）: マルチユーザ量子ネットワークにおけるサービス品質要求を満たすアーキテクチャ
- Authors: Matthew Skrzypczyk and Stephanie Wehner
- Abstract要約: エンタングルメントの配信をオーケストレーションする複数のユーザによる量子ネットワークの最初のエンドツーエンド設計を提案する。
スケジュール構築には,定期的なタスクスケジューリングと,新規なプロジェクトを含むリソース制約のあるプロジェクトスケジューリング手法を用いる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum communication can enhance internet technology by enabling novel
applications that are provably impossible classically. The successful execution
of such applications relies on the generation of quantum entanglement between
different users of the network which meets stringent performance requirements.
Alongside traditional metrics such as throughput and jitter, one must ensure
the generated entanglement is of sufficiently high quality. Meeting such
performance requirements demands a careful orchestration of many devices in the
network, giving rise to a fundamentally new scheduling problem. Furthermore,
technological limitations of near-term quantum devices impose significant
constraints on scheduling methods hoping to meet performance requirements. In
this work, we propose the first end-to-end design of a centralized quantum
network with multiple users that orchestrates the delivery of entanglement
which meets quality-of-service (QoS) requirements of applications. We achieve
this by using a centrally constructed schedule that manages usage of devices
and ensures the coordinated execution of different quantum operations
throughout the network. We use periodic task scheduling and
resource-constrained project scheduling techniques, including a novel
heuristic, to construct the schedules. Our simulations of four small networks
using hardware-validated network parameters, and of a real-world fiber topology
using futuristic parameters, illustrate trade-offs between traditional and
quantum performance metrics.
- Abstract（参考訳）: 量子通信は、古典的に証明不可能な新しいアプリケーションを実現することで、インターネット技術を強化することができる。
このようなアプリケーションの実行は、厳密な性能要件を満たすネットワークの異なるユーザ間の量子絡み合いの生成に依存している。
スループットやジッタといった従来のメトリクスに加えて、生成された絡み合いが十分に高品質であることを保証する必要があります。
このようなパフォーマンス要件を満たすには、ネットワーク内の多くのデバイスを注意深くオーケストレーションする必要がある。
さらに、短期量子デバイスの技術的制限は、性能要件を満たすことを望むスケジューリング手法に重大な制約を課す。
本稿では,複数のユーザがアプリケーションの品質(qos)要求を満たす絡み合いの配信をオーケストレーションする,集中型量子ネットワークの最初のエンドツーエンド設計を提案する。
デバイスの利用を管理し、ネットワーク全体の異なる量子操作の協調実行を保証する集中的に構築されたスケジュールを使用することで、これを実現する。
スケジュール構築には,新たなヒューリスティックを含む周期的タスクスケジューリングと資源制約のあるプロジェクトスケジューリング手法を用いる。
ハードウェアバリデーションネットワークパラメータを用いた4つの小さなネットワークのシミュレーションと、未来的パラメータを用いた実世界のファイバートポロジーのシミュレーションにより、従来の性能指標と量子性能指標のトレードオフが示されている。
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