論文の概要: Entanglement Distribution in Satellite-based Dynamic Quantum Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.08894v1
• Date: Thu, 15 Jun 2023 06:56:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-16 16:13:34.591919
• Title: Entanglement Distribution in Satellite-based Dynamic Quantum Networks
• Title（参考訳）: 衛星ベースの動的量子ネットワークにおける絡み合い分布
• Authors: Alena Chang, Yinxin Wan, Guoliang Xue, Arunabha Sen
• Abstract要約: 低地球軌道(LEO)衛星は、グローバルな量子情報ネットワークを確立するための魅力的な機会を提供する。 既存の作品では、絡み合いを分散する際に時間とともに衛星の動きを考慮せず、あるいは衛星間リンクに沿って絡み合い分布を許可しない場合が多い。 まず、衛星移動と衛星間リンクの両方を考慮したシステムモデルを定義する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.445684354981847
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Low Earth Orbit (LEO) satellites present a compelling opportunity for the establishment of a global quantum information network. However, satellite-based entanglement distribution from a networking perspective has not been fully investigated. Existing works often do not account for satellite movement over time when distributing entanglement and/or often do not permit entanglement distribution along inter-satellite links, which are two shortcomings we address in this paper. We first define a system model which considers both satellite movement over time and inter-satellite links. We next formulate the optimal entanglement distribution (OED) problem under this system model and show how to convert the OED problem in a dynamic physical network to one in a static logical graph which can be used to solve the OED problem in the dynamic physical network. We then propose a polynomial time greedy algorithm for computing satellite-assisted multi-hop entanglement paths. We also design an integer linear programming (ILP)-based algorithm to compute optimal solutions as a baseline to study the performance of our greedy algorithm. We present evaluation results to demonstrate the advantage of our model and algorithms.
• Abstract（参考訳）: 低地球軌道(LEO)衛星は、グローバルな量子情報ネットワークを確立するための魅力的な機会を提供する。 しかし,ネットワークの観点からの衛星による絡み合い分布は十分に研究されていない。 既存の著作物では、エンタングルメントを配布する場合や、衛星間リンクに沿ったエンタングルメント分布を許可しない場合、衛星移動を時間とともに考慮しないことが多い。 まず、衛星移動と衛星間リンクの両方を考慮したシステムモデルを定義する。 次に、このシステムモデルの下で最適絡み合い分布(OED)問題を定式化し、動的物理ネットワークのOED問題を動的物理ネットワークのOED問題を解決するために使用できる静的論理グラフのOED問題に変換する方法を示す。 次に,衛星支援マルチホップ絡み道計算のための多項式時間欲アルゴリズムを提案する。 また,整数線形計画法(ILP)に基づくアルゴリズムを設計し,最適解をベースラインとして計算し,グリードアルゴリズムの性能について検討する。 本稿では,モデルとアルゴリズムの利点を示す評価結果を提案する。

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