論文の概要: Efficient Quantum Network Communication using Optimized Entanglement-Swapping Trees

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.11002v1
• Date: Tue, 21 Dec 2021 06:04:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-03 22:55:47.997436
• Title: Efficient Quantum Network Communication using Optimized Entanglement-Swapping Trees
• Title（参考訳）: 最適絡み込みスワッピング木を用いた効率的な量子ネットワーク通信
• Authors: Mohammad Ghaderibaneh, Caitao Zhan, Himanshu Gupta, C.R. Ramakrishnan
• Abstract要約: 我々は絡み合いの発生遅延を最小限に抑える技術を開発した。 本研究では,一対のノードに対して最適なスワップツリーを選択する動的プログラミングアルゴリズムを開発した。 本稿では,提案手法が従来の手法よりも桁違いに優れていることを示すシミュレーション結果を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.900481513930264
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum network communication is challenging, as the No-cloning theorem in quantum regime makes many classical techniques inapplicable. For long-distance communication, the only viable communication approach is teleportation of quantum states, which requires a prior distribution of entangled pairs (EPs) of qubits. Establishment of EPs across remote nodes can incur significant latency due to the low probability of success of the underlying physical processes. The focus of our work is to develop efficient techniques that minimize EP generation latency. Prior works have focused on selecting entanglement paths; in contrast, we select entanglement swapping trees--a more accurate representation of the entanglement generation structure. We develop a dynamic programming algorithm to select an optimal swapping-tree for a single pair of nodes, under the given capacity and fidelity constraints. For the general setting, we develop an efficient iterative algorithm to compute a set of swapping trees. We present simulation results which show that our solutions outperform the prior approaches by an order of magnitude and are viable for long-distance entanglement generation.
• Abstract（参考訳）: 量子状態におけるNo-cloning定理は多くの古典的手法を適用できないため、量子ネットワーク通信は困難である。 長距離通信において唯一有効な通信方法は量子状態の遠隔転送であり、量子ビットの絡み合ったペア(EP)の事前分布を必要とする。 リモートノード間のEPの確立は、基盤となる物理プロセスの成功率の低いため、大きな遅延を引き起こす可能性がある。 私たちの研究の焦点は、EP生成遅延を最小限に抑える効率的な技術を開発することです。 従来の研究は、絡み合い経路の選択に重点を置いており、逆に、絡み合い生成構造のより正確な表現として、木を交換する絡み合いを選択する。 与えられたキャパシティと忠実度制約の下で,一対のノードに対して最適なスワップツリーを選択する動的プログラミングアルゴリズムを開発した。 一般的な設定では,木をスワッピングする集合を計算するための効率的な反復アルゴリズムを開発する。 提案手法は,従来手法よりも桁違いに優れており,長距離絡み合い生成にも有効であることを示すシミュレーション結果を示す。

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