論文の概要: Towards a Unified Quantum Protocol Framework: Classification,
Implementation, and Use Cases
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.12780v1
- Date: Thu, 19 Oct 2023 14:33:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-20 14:54:40.409782
- Title: Towards a Unified Quantum Protocol Framework: Classification,
Implementation, and Use Cases
- Title（参考訳）: 統一量子プロトコルフレームワークに向けて:分類,実装,ユースケース
- Authors: Shraddha Singh, Mina Doosti, Natansh Mathur, Mahshid Delavar, Atul
Mantri, Harold Ollivier, and Elham Kashefi
- Abstract要約: 本稿では,量子ネットワークプロトコルの統合と標準化のためのフレームワークを提案する。
私たちのフレームワークはオープンソースリポジトリであるQuantum Protocol Zooとして利用可能です。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5235143203977018
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present a framework for the unification and standardization of quantum
network protocols, making their realization easier and expanding their use
cases to a broader range of communities interested in quantum technologies. Our
framework is available as an open-source repository, the Quantum Protocol Zoo.
We follow a modular approach by identifying two key components: Functionality,
which connects real-world applications; and Protocol, which is a set of
instructions between two or many parties, at least one of which has a quantum
device. Based on the different stages of the quantum internet and use-case in
the commercialization of quantum communication, our framework classifies
quantum cryptographic functionalities and the various protocol designs
implementing these functionalities. Towards this classification, we introduce a
novel concept of resource visualization for quantum protocols, which includes
two interfaces: one to identify the building blocks for implementing a given
protocol and another to identify accessible protocols when certain physical
resources or functionalities are available. Such classification provides a
hierarchy of quantum protocols based on their use-case and resource allocation.
We have identified various valuable tools to improve its representation with a
range of techniques, from abstract cryptography to graphical visualizations of
the resource hierarchy in quantum networks. We elucidate the structure of the
zoo and its primary features in this article to a broader class of quantum
information scientists, physicists, computer science theorists and end-users.
Since its introduction in 2018, the quantum protocol zoo has been a cornerstone
in serving the quantum networks community in its ability to establish the use
cases of emerging quantum internet networks. In that spirit we also provide
some of the applications of our framework from different perspectives.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,量子ネットワークプロトコルの統一化と標準化のためのフレームワークを提案する。
私たちのフレームワークはオープンソースリポジトリであるQuantum Protocol Zooとして利用可能です。
現実のアプリケーションに接続する関数性(Functionity)と,2つないし複数のパーティ間の命令セットであるProtocol(Protocol)という,少なくとも1つには量子デバイスがある。
量子インターネットの異なる段階と、量子通信の商用化におけるユースケースに基づいて、量子暗号機能と、これらの機能を実装する様々なプロトコル設計を分類する。
この分類に向けて、量子プロトコルのリソース可視化という新しい概念を導入し、特定のプロトコルを実装するためのビルディングブロックを識別するインタフェースと、特定の物理リソースや機能性が利用できる場合にアクセス可能なプロトコルを識別するインターフェースを2つ導入する。
このような分類は、そのユースケースとリソース割り当てに基づく量子プロトコルの階層を提供する。
我々は、抽象暗号から量子ネットワークにおけるリソース階層の可視化まで、様々な技術を用いてその表現を改善するための様々な価値のあるツールを特定した。
我々は、動物園の構造とその主要な特徴を、量子情報科学者、物理学者、計算機科学理論家、エンドユーザの幅広いクラスに解明する。
2018年に導入されて以来、量子プロトコル動物園は、量子ネットワークコミュニティに、新たな量子インターネットネットワークのユースケースを確立する能力を提供する上での基盤となっている。
その精神では、さまざまな視点からフレームワークのアプリケーションも提供しています。
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