論文の概要: Quantum NETwork: from theory to practice
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.01226v1
- Date: Fri, 2 Dec 2022 15:05:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 20:12:32.248239
- Title: Quantum NETwork: from theory to practice
- Title（参考訳）: 量子ネットワーク:理論から実践へ
- Authors: Kun Fang, Jingtian Zhao, Xiufan Li, Yifei Li, and Runyao Duan
- Abstract要約: 我々は,理論と実験の両方の観点から,量子ネットワークの分野の最新のレビューを行うことを目標としている。
本稿では,革新的なアイデアの探索と評価を容易にするために,新たに開発された量子ネットワークツールキットを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.506954148435801
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The quantum internet is envisioned as the ultimate stage of the quantum
revolution, which surpasses its classical counterpart in various aspects, such
as the efficiency of data transmission, the security of network services, and
the capability of information processing. Given its disruptive impact on the
national security and the digital economy, a global race to build scalable
quantum networks has already begun. With the joint effort of national
governments, industrial participants and research institutes, the development
of quantum networks has advanced rapidly in recent years, bringing the first
primitive quantum networks within reach. In this work, we aim to provide an
up-to-date review of the field of quantum networks from both theoretical and
experimental perspectives, contributing to a better understanding of the
building blocks required for the establishment of a global quantum internet. We
also introduce a newly developed quantum network toolkit to facilitate the
exploration and evaluation of innovative ideas. Particularly, it provides dual
quantum computing engines, supporting simulations in both the quantum circuit
and measurement-based models. It also includes a compilation scheme for mapping
quantum network protocols onto quantum circuits, enabling their emulations on
real-world quantum hardware devices. We showcase the power of this toolkit with
several featured demonstrations, including a simulation of the Micius quantum
satellite experiment, a testing of a four-layer quantum network architecture
with resource management, and a quantum emulation of the CHSH game. We hope
this work can give a better understanding of the state-of-the-art development
of quantum networks and provide the necessary tools to make further
contributions along the way.
- Abstract（参考訳）: 量子インターネットは、データ伝送の効率、ネットワークサービスのセキュリティ、情報処理の能力など、様々な面でその古典的なものを上回る量子革命の究極の段階として考えられている。
国家安全保障とデジタル経済に対する破壊的な影響を考えると、スケーラブルな量子ネットワークの構築に向けた世界的な競争はすでに始まっている。
国立政府、産業参加者、研究機関の協力により、量子ネットワークの発展は近年急速に進み、最初の原始量子ネットワークが普及した。
本研究では,理論と実験の両方の観点から,量子ネットワークの分野の最新のレビューを提供することを目標とし,グローバルな量子インターネットの確立に必要なビルディングブロックの理解を深めることを目的とする。
また、新しい量子ネットワークツールキットを導入し、革新的なアイデアの探索と評価を容易にする。
特に、デュアル量子コンピューティングエンジンを提供し、量子回路と測定ベースのモデルの両方でシミュレーションをサポートする。
また、量子ネットワークプロトコルを量子回路にマッピングし、実世界の量子ハードウェアデバイス上でエミュレーションを可能にするコンパイルスキームも含まれている。
我々は、micius量子衛星実験のシミュレーション、リソース管理を伴う4層量子ネットワークアーキテクチャのテスト、chshゲームの量子エミュレーションなど、いくつかの特徴あるデモで、このツールキットのパワーを紹介している。
この研究が量子ネットワークの最先端の開発をより深く理解し、その過程でさらなる貢献を行うために必要なツールを提供することを願っている。
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