論文の概要: Scalable Quantum Repeater Deployment Modeling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.09855v1
• Date: Tue, 16 May 2023 23:54:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-18 18:13:25.285355
• Title: Scalable Quantum Repeater Deployment Modeling
• Title（参考訳）: スケーラブルな量子リピータ展開モデリング
• Authors: Tasdiqul Islam and Engin Arslan
• Abstract要約: 長距離量子通信は、量子ビットの忠実性を維持することが難しいため、大きな課題となる。 大規模ネットワークに展開する最小数の量子リピータを迅速に決定する新しいモデルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.7710541619011737
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Long-distance quantum communication presents a significant challenge as maintaining the fidelity of qubits can be difficult. This issue can be addressed through the use of quantum repeaters to transmit entanglement information through Bell measurements. However, despite its necessity to enable wide-area quantum internet, the deployment cost of quantum repeaters can be prohibitively expensive, thus it is important to develop a quantum repeater deployment model that can strike a balance between cost and effectiveness. In this work, we present novel heuristic models to quickly determine a minimum number of quantum repeaters to deploy in large-scale networks to provide end-to-end connectivity between all end hosts. The results show that, compared to the linear programming approach, the heuristic methods can find near-optimal solutions while reducing the execution time from days to seconds when evaluated against several synthetic and real-world networks such as SURFnet and ESnet. As reliability is key for any network, we also demonstrate that the heuristic method can determine deployment models that can endure up to two link/node failures.
• Abstract（参考訳）: 長距離量子通信は、量子ビットの忠実性を維持することが難しいため、大きな課題となる。 この問題は、量子リピータを使ってベル測定を通して絡み合う情報を送信することで解決できる。 しかし、広帯域の量子インターネットを実現する必要性にもかかわらず、量子リピータの展開コストは禁じられるため、コストと有効性のバランスをとることができる量子リピータ配置モデルを開発することが重要である。 本稿では,大規模ネットワークに展開する最小数の量子リピータを迅速に決定し,エンドホスト間のエンドツーエンド接続を実現するための新しいヒューリスティックモデルを提案する。 その結果, 線形プログラミング手法と比較して, SURFnet や ESnet などの合成実世界のネットワークに対して, 実行時間を数日から数秒に短縮し, ほぼ最適解を求めることができることがわかった。 信頼性がネットワークの鍵となるため、ヒューリスティックな手法で最大2つのリンク/ノード障害に耐えられるデプロイメントモデルを決定できることを示す。

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