論文の概要: Optimal Switching Networks for Paired-Egress Bell State Analyzer Pools

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.09860v1
• Date: Thu, 16 May 2024 07:38:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-17 15:11:06.296681
• Title: Optimal Switching Networks for Paired-Egress Bell State Analyzer Pools
• Title（参考訳）: Paired-Egress Bell State Analyzer Poolsのための最適スイッチングネットワーク
• Authors: Marii Koyama, Claire Yun, Amin Taherkhani, Naphan Benchasattabuse, Bernard Ousmane Sane, Michal Hajdušek, Shota Nagayama, Rodney Van Meter,
• Abstract要約: ノードは静止記憶に絡み合った光子を放出し、光子は交換接続を介してベル状態解析器(BSA)の共有プールにルーティングされる 本稿では,シリコン導波路とMZI(Mach-Zehnder Interferometer)の2倍の2ドルスイッチポイントに適した平面配置に制約された配線の最適設計を提案する。 N$入力をペアリングするためには、$N(N - 2)/4$スイッチが必要である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3613661942047476
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: To scale quantum computers to useful levels, we must build networks of quantum computational nodes that can share entanglement for use in distributed forms of quantum algorithms. In one proposed architecture, node-to-node entanglement is created when nodes emit photons entangled with stationary memories, with the photons routed through a switched interconnect to a shared pool of Bell state analyzers (BSAs). Designs that optimize switching circuits will reduce loss and crosstalk, raising entanglement rates and fidelity. We present optimal designs for switched interconnects constrained to planar layouts, appropriate for silicon waveguides and Mach-Zehnder interferometer (MZI) $2 \times 2$ switch points. The architectures for the optimal designs are scalable and algorithmically structured to pair any arbitrary inputs in a rearrangeable, non-blocking way. For pairing $N$ inputs, $N(N - 2)/4$ switches are required, which is less than half of number of switches required for full permutation switching networks. An efficient routing algorithm is also presented for each architecture. These designs can also be employed in reverse for entanglement generation using a shared pool of entangled paired photon sources.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータを有用なレベルにスケールするには、分散型量子アルゴリズムで使用する絡み合いを共有できる量子計算ノードのネットワークを構築する必要がある。 あるアーキテクチャでは、ノードが定常記憶に絡み合った光子を発するときにノード間の絡み合いが生成され、その光子が切り換えられた相互接続を介してベル状態解析器(BSA)の共有プールにルーティングされる。 スイッチング回路を最適化する設計は、損失とクロストークを低減し、絡み合い率と忠実度を高める。 本稿では,シリコン導波路とMZI(Mach-Zehnder Interferometer)に適する平面配置に制約されたスイッチング配線の最適設計について述べる。 最適設計のためのアーキテクチャはスケーラブルでアルゴリズム的に構造化されており、任意の入力を並べ替え可能でノンブロッキングな方法でペアリングすることができる。 N$入力をペアリングするためには、$N(N - 2)/4$スイッチが必要である。 アーキテクチャ毎に効率的なルーティングアルゴリズムも提示される。 これらの設計は、絡み合ったペアの光子源の共有プールを用いて、絡み合い発生のために逆向きに利用することもできる。

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