論文の概要: Routing and Spectrum Allocation in Broadband Quantum Entanglement Distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.08744v1
• Date: Fri, 12 Apr 2024 18:11:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-16 18:52:17.767341
• Title: Routing and Spectrum Allocation in Broadband Quantum Entanglement Distribution
• Title（参考訳）: 広帯域量子エンタングルメント分布におけるルーティングとスペクトルアロケーション
• Authors: Rohan Bali, Ashley N. Tittelbaugh, Shelbi L. Jenkins, Anuj Agrawal, Jerry Horgan, Marco Ruffini, Daniel C. Kilper, Boulat A. Bash,
• Abstract要約: 光ネットワーク上での量子エンタングルメント分布のリソース割り当てについて検討する。 我々は、絡み合い分布における最大値の公平性に着目し、様々なスペクトル割り当て方式の性能を比較する。 中央値のEPRペアレート、ジャイナ指数、実行時を考慮した場合、最低値のEPRペアレートを達成するスペクトル割当手法が著しく悪化することが判明した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.404652389362312
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate resource allocation for quantum entanglement distribution over an optical network. We characterize and model a network architecture that employs a single quasi-deterministic time-frequency heralded Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) pair source, and develop a routing scheme for distributing entangled photon pairs over such a network. We focus on max-min fairness in entanglement distribution and compare the performance of various spectrum allocation schemes by examining the max-min and median number of EPR-pairs assigned by them, and the Jain index associated with this assignment. Since this presents an NP-hard problem, we identify two approximation algorithms that outperform others in minimum and mean EPR-pair rate distribution and are comparable to others in the Jain index. We also analyze how the network size and connectivity affect these metrics using Watts-Strogatz random graphs. We find that a spectrum allocation approach that achieves high minimum EPR-pair rate can perform significantly worse when the median EPR-pair rate, Jain index, and runtimes are considered.
• Abstract（参考訳）: 光ネットワーク上での量子エンタングルメント分布のリソース割り当てについて検討する。 本研究では,EPR(Einstein-Podolsky-Rosen)ペア・ソースを用いたネットワーク・アーキテクチャを特徴付け,モデル化し,そのようなネットワーク上に束縛された光子対を分散するルーティング・スキームを開発する。 本研究では, 絡み合い分布における最大値の公平性に着目し, それらに割り当てられたEPRペアの最大値と中央値およびジャイナ指数を比較し, 様々なスペクトル割り当て方式の性能を比較した。 これはNP-hard問題であるので、最小値と平均値のEPR-pair比分布で他よりも優れ、ジャイナ指数の他の値に匹敵する2つの近似アルゴリズムを同定する。 また、Watts-Strogatzランダムグラフを用いて、ネットワークサイズと接続性がこれらの指標に与える影響を分析する。 中央値のEPRペアレート、ジャイナ指数、実行時を考慮した場合、最低値のEPRペアレートを達成するスペクトル割当手法が著しく悪化することが判明した。

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