論文の概要: Space-Based Quantum Internet: Entanglement Distribution in Time-Varying LEO Constellations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.17032v1
- Date: Wed, 25 Sep 2024 15:33:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-27 03:04:59.660263
- Title: Space-Based Quantum Internet: Entanglement Distribution in Time-Varying LEO Constellations
- Title（参考訳）: 空間型量子インターネット:時変LEOコンステレーションにおける絡み合い分布
- Authors: Seid Koudia, Junaid ur Rehman, Symeon Chatzinotas,
- Abstract要約: 本稿では、LEO衛星ネットワークの動的特性を活用して、絡み合い分布効率を向上させる新しいフレームワークを提案する。
提案手法は,従来の手法と比較して,絡み合いの低減とスループットの向上に優れた性能を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 36.80897914664451
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: This paper addresses the complexities of entanglement distribution in LEO satellite networks, particularly those arising from their dynamic topology. Traditional static and dynamic entanglement distribution methods often result in high entanglement drop rates and reduced end-to-end throughput. We introduce a novel framework that leverages the dynamic nature of LEO satellite networks to enhance entanglement distribution efficiency. Employing a space-time graph model to represent the network's temporal evolution, we propose an entanglement distribution strategy based on path utility, incorporating pointing errors, non-ideal link transmittance for intersatellite links, and atmospheric effects for downlinks. Our approach demonstrates superior performance in reducing entanglement drop rates and improving throughput compared to conventional methods. This study advances the field of quantum communication in satellite networks, offering resilient and efficient entanglement distribution strategies that support practical applications such as distributed computing, quantum multipartite cryptography, and distributed quantum sensing. The findings underscore the potential of integrating dynamic satellite networks with quantum technologies to create a reliable and secure quantum internet.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,LEO衛星ネットワークにおける絡み合い分布の複雑さ,特にその動的トポロジから生じる問題について述べる。
従来の静的および動的絡み合い分布法は、しばしば高い絡み合いの減少率とエンドツーエンドのスループットの低下をもたらす。
本稿では、LEO衛星ネットワークの動的特性を活用して、絡み合い分布効率を向上させる新しいフレームワークを提案する。
ネットワークの時間的進化を表すために時空間グラフモデルを用いることで,ポインティングエラー,インターサテライトリンクの非理想的リンク送信,ダウンリンクに対する大気効果を取り入れた,経路ユーティリティに基づく絡み合い分布戦略を提案する。
提案手法は,従来の手法と比較して,絡み合いの低減とスループットの向上に優れた性能を示す。
本研究は、衛星ネットワークにおける量子通信の分野を進展させ、分散コンピューティング、量子多部暗号、分散量子センシングなどの実用的な応用を支援する、レジリエントで効率的な絡み合い分布戦略を提供する。
この発見は、動的衛星ネットワークと量子技術を統合することで、信頼性とセキュアな量子インターネットを作り出す可能性を浮き彫りにした。
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