論文の概要: FENDI: High-Fidelity Entanglement Distribution in the Quantum Internet

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.08269v1
• Date: Thu, 19 Jan 2023 19:05:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-23 14:26:47.710192
• Title: FENDI: High-Fidelity Entanglement Distribution in the Quantum Internet
• Title（参考訳）: FENDI: 量子インターネットにおける高密度エンタングルメント分布
• Authors: Huayue Gu, Zhouyu Li, Ruozhou Yu, Xiaojian Wang, Fangtong Zhou, Jianqing Liu
• Abstract要約: 量子演算におけるノイズは、低スループットと低品質の絡み合い分布をもたらす可能性がある。 本稿では,バッファリング型マルチホップ量子ネットワークにおけるスループットと品質の同時急激な劣化に対処することを目的とする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.344435140934575
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A quantum network distributes quantum entanglements between remote nodes, which is key to many quantum applications. However, unavoidable noise in quantum operations could lead to both low throughput and low quality of entanglement distribution. This paper aims to address the simultaneous exponential degradation in throughput and quality in a buffered multi-hop quantum network. Based on an end-to-end fidelity model with worst-case (isotropic) noise, we formulate the high-fidelity remote entanglement distribution problem for a single source-destination pair, and prove its NP-hardness. To address the problem, we develop a fully polynomial-time approximation scheme for the control plane of the quantum network, and a distributed data plane protocol that achieves the desired long-term throughput and worst-case fidelity based on control plane outputs. To evaluate our algorithm and protocol, we develop a discrete-time quantum network simulator. Simulation results show the superior performance of our approach compared to existing fidelity-agnostic and fidelity-aware solutions.
• Abstract（参考訳）: 量子ネットワークは、多くの量子アプリケーションにおいて鍵となるリモートノード間の量子絡み合いを分散する。 しかし、量子演算における避けられないノイズは、低スループットと低エンタングルメント分布の両方をもたらす可能性がある。 本稿では,バッファリングマルチホップ量子ネットワークにおけるスループットと品質の指数関数的劣化に対処することを目的とする。 最短ケース(等方性)ノイズを持つエンドツーエンドの忠実度モデルに基づいて、単一音源対に対する高忠実度リモート絡み合い分布問題を定式化し、そのNP硬度を証明する。 この問題に対処するために,量子ネットワークの制御平面に対する完全多項式時間近似スキームと,制御平面出力に基づいて所望の長期スループットと最悪のケース忠実性を達成する分散データプレーンプロトコルを開発した。 アルゴリズムとプロトコルを評価するため,離散時間量子ネットワークシミュレータを開発した。 シミュレーションの結果,既存の忠実度非依存および忠実度対応ソリューションと比較して,提案手法の優れた性能を示す。

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