論文の概要: Entanglement Distribution in the Quantum Internet: Knowing when to Stop!

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.05123v2
• Date: Wed, 24 Jan 2024 20:27:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-26 18:15:09.354139
• Title: Entanglement Distribution in the Quantum Internet: Knowing when to Stop!
• Title（参考訳）: 量子インターネットにおける絡み合い分布:いつ止まるかを知る!
• Authors: Angela Sara Cacciapuoti, Jessica Illiano, Michele Viscardi, Marcello Caleffi
• Abstract要約: エンタングルメントの分布は、量子インターネットの重要な機能である。 本稿では,量子ノイズ効果を捉える理論的枠組みを開発する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.124633573706763
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Entanglement distribution is a key functionality of the Quantum Internet. However, quantum entanglement is very fragile, easily degraded by decoherence, which strictly constraints the time horizon within the distribution has to be completed. This, coupled with the quantum noise irremediably impinging on the channels utilized for entanglement distribution, may imply the need to attempt the distribution process multiple times before the targeted network nodes successfully share the desired entangled state. And there is no guarantee that this is accomplished within the time horizon dictated by the coherence times. As a consequence, in noisy scenarios requiring multiple distribution attempts, it may be convenient to stop the distribution process early. In this paper, we take steps in the direction of knowing when to stop the entanglement distribution by developing a theoretical framework, able to capture the quantum noise effects. Specifically, we first prove that the entanglement distribution process can be modeled as a Markov decision process. Then, we prove that the optimal decision policy exhibits attractive features, which we exploit to reduce the computational complexity. The developed framework provides quantum network designers with flexible tools to optimally engineer the design parameters of the entanglement distribution process.
• Abstract（参考訳）: エンタングルメント分布は量子インターネットの重要な機能である。 しかし、量子エンタングルメントは非常に脆弱であり、デコヒーレンスによって容易に劣化し、分布内の時間的水平線を厳密に制限する。 このことは、エンタングルメント分布に使用されるチャネルに不必要に干渉する量子ノイズと相まって、ターゲットネットワークノードが所望のエンタングルド状態を共有する前に、複数回配信プロセスを試みなければならないことを意味する。 そして、これはコヒーレンス時間によって決定された時間軸内で達成されるという保証はない。 結果として、複数の分散試行を必要とするノイズの多いシナリオでは、配布プロセスの早期停止が便利である。 本稿では,量子ノイズ効果を捉えるための理論的枠組みを開発し,絡み合い分布をいつ止めるかを知るための一歩を踏み出す。 具体的には、絡み合い分布過程がマルコフ決定過程としてモデル化できることを最初に証明する。 そして、最適な決定方針が魅力的な特徴を示し、計算の複雑さを減らすために活用することを示す。 量子ネットワーク設計者は、エンタングルメント分散プロセスの設計パラメータを最適に設計するための柔軟なツールを提供する。

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