論文の概要: A Linear Algebraic Framework for Dynamic Scheduling Over Memory-Equipped Quantum Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.06009v2
• Date: Thu, 14 Dec 2023 03:27:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-16 04:43:47.456474
• Title: A Linear Algebraic Framework for Dynamic Scheduling Over Memory-Equipped Quantum Networks
• Title（参考訳）: メモリ付き量子ネットワーク上での動的スケジューリングのための線形代数的枠組み
• Authors: Paolo Fittipaldi, Anastasios Giovanidis, Fr\'ed\'eric Grosshans
• Abstract要約: この研究は、量子ネットワークを交換する任意の絡み合いにおけるスケジューリングの問題に対処する。 中間絡み合いリンクの生成を通じて量子メモリを利用する線形代数的フレームワークを導入する。 さらに、マックスウェイトにインスパイアされたポリシーのクラスが提案され、ベンチマークされ、わずかな性能劣化の価格で大幅にコストを削減した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5168553347063862
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum Internetworking is a recent field that promises numerous interesting applications, many of which require the distribution of entanglement between arbitrary pairs of users. This work deals with the problem of scheduling in an arbitrary entanglement swapping quantum network - often called first generation quantum network - in its general topology, multicommodity, loss-aware formulation. We introduce a linear algebraic framework that exploits quantum memory through the creation of intermediate entangled links. The framework is then employed to apply Lyapunov Drift Minimization (a standard technique in classical network science) to mathematically derive a natural class of scheduling policies for quantum networks minimizing the square norm of the user demand backlog. Moreover, an additional class of Max-Weight inspired policies is proposed and benchmarked, reducing significantly the computation cost at the price of a slight performance degradation. The policies are compared in terms of information availability, localization and overall network performance through an ad-hoc simulator that admits user-provided network topologies and scheduling policies in order to showcase the potential application of the provided tools to quantum network design.
• Abstract（参考訳）: 量子インターネットワーク(Quantum Internetworking)は、多くの興味深いアプリケーションを約束する最近の分野であり、その多くが、任意のユーザペア間の絡み合いの分散を必要とする。 この研究は、任意の絡み合い交換量子ネットワーク(しばしば第1世代量子ネットワークと呼ばれる)の一般トポロジー、マルチコモディティ、ロスアウェアな定式化におけるスケジューリングの問題を扱う。 中間絡み合いリンクの生成を通じて量子メモリを利用する線形代数的フレームワークを導入する。 このフレームワークは、Lyapunov Drift Minimization(古典的なネットワーク科学の標準技術)を適用して、量子ネットワークのスケジューリングポリシーの自然なクラスを数学的に導出し、ユーザ要求バックログの平方ノルムを最小化する。 さらに、マックスウェイトにインスパイアされたポリシーのさらなるクラスが提案され、ベンチマークされ、わずかな性能劣化の価格で計算コストを大幅に削減する。 このポリシーは、提供ツールの量子ネットワーク設計への潜在的な応用を示すために、ユーザが提供するネットワークトポロジとスケジューリングポリシーを認めるアドホックシミュレータを通じて、情報可用性、ローカライズ、ネットワーク全体のパフォーマンスの点で比較される。

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