論文の概要: On the Capacity Region of a Quantum Switch with Entanglement Purification

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.01463v1
• Date: Fri, 2 Dec 2022 21:55:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 22:38:16.238015
• Title: On the Capacity Region of a Quantum Switch with Entanglement Purification
• Title（参考訳）: 絡み合いを解消した量子スイッチの容量領域について
• Authors: Nitish K. Panigrahy, Thirupathaiah Vasantam, Don Towsley, Leandros Tassiulas
• Abstract要約: 量子スイッチは将来の絡み合い分布ネットワークの不可欠なコンポーネントとして想定される。 我々は、ノイズチャネル伝送と不完全な量子演算の下で、そのような量子スイッチの容量領域を特徴付ける。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.138781986444222
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum switches are envisioned to be an integral component of future entanglement distribution networks. They can provide high quality entanglement distribution service to end-users by performing quantum operations such as entanglement swapping and entanglement purification. In this work, we characterize the capacity region of such a quantum switch under noisy channel transmissions and imperfect quantum operations. We express the capacity region as a function of the channel and network parameters (link and entanglement swap success probability), entanglement purification yield and application level parameters (target fidelity threshold). In particular, we provide necessary conditions to verify if a set of request rates belong to the capacity region of the switch. We use these conditions to find the maximum achievable end-to-end user entanglement generation throughput by solving a set of linear optimization problems. We develop a max-weight scheduling policy and prove that the policy stabilizes the switch for all feasible request arrival rates. As we develop scheduling policies, we also generate new results for computing the conditional yield distribution of different classes of purification protocols. From numerical experiments, we discover that performing link-level entanglement purification followed by entanglement swaps provides a larger capacity region than doing entanglement swaps followed by end-to-end entanglement purification. The conclusions obtained in this work can yield useful guidelines for subsequent quantum switch designs.
• Abstract（参考訳）: 量子スイッチは将来の絡み合い分布ネットワークの不可欠なコンポーネントとして想定される。 エンタングルメントスワッピングやエンタングルメント浄化といった量子演算をすることで、エンドユーザに高品質なエンタングルメント配信サービスを提供することができる。 本研究では、ノイズチャネル伝送と不完全な量子演算の下での量子スイッチの容量領域を特徴付ける。 キャパシティ領域をチャネルとネットワークパラメータ(リンクと絡み合いが成功確率を切り替える)、絡み合いの浄化率、およびアプリケーションレベルパラメータ(忠実度閾値を目標とする)の関数として表現する。 特に、一連の要求レートがスイッチの容量領域に属するかどうかを検証するために必要な条件を提供する。 これらの条件を用いて、線形最適化問題の集合を解いて、達成可能な最大エンド・ツー・エンドのユーザ絡み合い生成スループットを求める。 最大重みのスケジューリングポリシを開発し,すべての要求到着率の切り替えを安定させることを実証する。 スケジューリングポリシーを開発する際には,異なる種類の浄化プロトコルの条件付き収率分布を計算するための新しい結果も生成する。 数値実験により,リンクレベルの絡み合いの浄化と絡み合いの交換は,絡み合いの交換とエンドツーエンドの絡み合いの浄化よりも大きな容量領域を提供することがわかった。 この研究で得られた結論は、その後の量子スイッチ設計に有用なガイドラインを与えることができる。

関連論文リスト

• Quantum Advantage in Distributed Sensing with Noisy Quantum Networks [37.23288214515363]
  分散センシングにおける量子優位性はノイズの多い量子ネットワークで実現できることを示す。 この量子的優位性には絡み合いが必要であるが、真の多部絡みは一般に不要である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-25T16:55:07Z)
• Interfacing Gottesman-Kitaev-Preskill Qubits to Quantum Memories [3.152708951218456]
  共振器を介した制御変位ゲートに基づく量子メモリとGKP量子ビット状態のインタフェースを提案する。 我々は、このプロトコルを拡張して、Acillary optical quadrature-squeezed light の要求を回避することにより、GKPクラスター状態の生成を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-06T17:23:54Z)
• Near-Term Distributed Quantum Computation using Mean-Field Corrections and Auxiliary Qubits [77.04894470683776]
  本稿では,限られた情報伝達と保守的絡み合い生成を含む短期分散量子コンピューティングを提案する。 我々はこれらの概念に基づいて、変分量子アルゴリズムの断片化事前学習のための近似回路切断手法を作成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-11T18:00:00Z)
• Entanglement Distribution in Quantum Repeater with Purification and Optimized Buffer Time [53.56179714852967]
  バッファ時間に最適化された量子リピータを用いた絡み合い分布について検討する。 終端ノードにおけるメモリ数の増加は、メモリ当たりの絡み合いの分布率を高めることを観察する。 しかし、不完全な操作を考慮すると、メモリ単位の絡み合いが記憶数の増加とともに減少するという驚くべき観察がなされる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-23T23:23:34Z)
• Scaling Limits of Quantum Repeater Networks [62.75241407271626]
  量子ネットワーク(QN)は、セキュアな通信、強化されたセンシング、効率的な分散量子コンピューティングのための有望なプラットフォームである。 量子状態の脆弱な性質のため、これらのネットワークはスケーラビリティの観点から大きな課題に直面している。 本稿では,量子リピータネットワーク(QRN)のスケーリング限界について解析する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-15T14:57:01Z)
• Optimal Entanglement Distillation Policies for Quantum Switches [0.64265933507484]
  エンタングルメント分布ネットワークでは、量子スイッチの機能は、そのクライアントとの初等エンタングルメントを生成し、その後にエンタングルメントスワッピングを行う。 量子スイッチの離散時間モデルについて検討し、各時間ステップでクライアントとの新しい小学校の絡み合いを発生させようとする。 本研究は, エンタングルメントスワップ前に貯蔵したベル対のエンタングルメント蒸留値の確立に焦点をあてる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-11T13:52:49Z)
• Entangled Pair Resource Allocation under Uncertain Fidelity Requirements [59.83361663430336]
  量子ネットワークにおいて、効果的な絡み合いルーティングは、量子ソースと量子宛先ノード間の通信を容易にする。 本稿では,絡み合ったペアに対する資源配分モデルと,整合性保証を伴う絡み合ったルーティングモデルを提案する。 提案モデルでは, ベースラインモデルと比較して, 総コストを少なくとも20%削減できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-10T07:16:51Z)
• Adaptive, Continuous Entanglement Generation for Quantum Networks [59.600944425468676]
  量子ネットワークは情報伝達のために、遠方のノードにおける量子ビット間の絡み合いに依存している。 本稿では、前回の要求からの情報を用いてランダムに生成された量子リンクの選択をガイドする適応型スキームを提案する。 また、遅延性能の違いが量子ネットワークのリソースの最適な割り当ての必要性を示唆する量子メモリ割り当てシナリオについても検討する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-17T05:40:09Z)
• A Quantum Optimal Control Problem with State Constrained Preserving Coherence [68.8204255655161]
  非単体脱コヒーレンスチャネルを特徴とするマルコフ脱コヒーレンスを受ける3レベル$Lambda$型原子を考える。 我々は、デコヒーレンスレベルが予め定義された境界内にある状態制約で量子最適制御問題を定式化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-24T21:31:34Z)
• Entanglement Swapping in Quantum Switches: Protocol Design and Stability Analysis [14.638996634412976]
  量子スイッチは量子ネットワークにおいて重要なコンポーネントであり、エンタングルメントスワップにより、エンドノード間で最大に絡み合ったペアを分配する。 本研究では,量子スイッチにおけるエンタングルメントスワップ操作をスケジュールするプロトコルを設計する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-08T13:24:29Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。