論文の概要: Efficient Entanglement Routing for Satellite-Aerial-Terrestrial Quantum Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.13517v1
- Date: Fri, 20 Sep 2024 13:57:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-11-07 06:53:09.549829
- Title: Efficient Entanglement Routing for Satellite-Aerial-Terrestrial Quantum Networks
- Title（参考訳）: 人工衛星と地上の量子ネットワークのための効率的な絡み合いルーティング
- Authors: Yu Zhang, Yanmin Gong, Lei Fan, Yu Wang, Zhu Han, Yuanxiong Guo,
- Abstract要約: 宇宙と地上の量子ネットワーク(SATQN)は、グローバルスケールの量子インターネットの未来を形作っている。
本稿では, 衛星, 空中, 地上の量子ネットワーク間の協調関係について検討し, 長距離での高忠実な量子絡み合いを効率よく伝達する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 28.392847313513503
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: In the era of 6G and beyond, space-aerial-terrestrial quantum networks (SATQNs) are shaping the future of the global-scale quantum Internet. This paper investigates the collaboration among satellite, aerial, and terrestrial quantum networks to efficiently transmit high-fidelity quantum entanglements over long distances. We begin with a comprehensive overview of existing satellite-, aerial-, and terrestrial-based quantum networks. Subsequently, we address the entanglement routing problem with the objective of maximizing quantum network throughput by jointly optimizing path selection and entanglement generation rates (PS-EGR). Given that the original problem is formulated as a mixed-integer linear programming (MILP) problem, which is inherently intractable, we propose a Benders' decomposition (BD)-based algorithm to solve the problem efficiently. Numerical results validate the effectiveness of the proposed PS-EGR scheme, offering valuable insights into various optimizable factors within the system. Finally, we discuss the current challenges and propose promising avenues for future research in SATQNs.
- Abstract（参考訳）: 6G以降の時代には、宇宙と地上の量子ネットワーク(SATQN)が、グローバルスケールの量子インターネットの未来を形作っている。
本稿では, 衛星, 空中, 地上の量子ネットワーク間の協調関係について検討し, 長距離での高忠実な量子絡み合いを効率よく伝達する。
まず、既存の衛星、空中、地上の量子ネットワークの概要を概観する。
その後、経路選択と絡み合い発生率(PS-EGR)を共同で最適化することにより、量子ネットワークスループットを最大化する目的で、絡み合いルーティング問題に対処する。
元の問題は、本質的に難解な混合整数線形プログラミング(MILP)問題として定式化されていることを考慮し、この問題を効率的に解くためにベンダー分解法(BD)ベースのアルゴリズムを提案する。
数値計算により,PS-EGR方式の有効性が検証され,システム内の様々な最適化可能な要因について貴重な知見が得られた。
最後に, SATQN における今後の研究に向けて, 今後の課題について検討し, 今後の課題を提示する。
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