論文の概要: Satellite-Aided Entanglement Distribution for Optimized Quantum Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.18107v1
- Date: Tue, 25 Feb 2025 11:21:20 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-26 15:22:01.219151
- Title: Satellite-Aided Entanglement Distribution for Optimized Quantum Networks
- Title（参考訳）: 最適化量子ネットワークのための衛星支援エンタングルメント分布
- Authors: Jakob Kaltoft Søndergaard, René Bødker Christensen, Petar Popovski,
- Abstract要約: 量子インターネットは、分散量子コンピューティングやセンシングを含むタスクで使用されるエンタングル量子ビットのタイムリーなプロビジョニングを保証する必要がある。
絡み合いの事前分布は、このことが脱コヒーレンスのリスクを減らし、絡み合い状態の悪化を招き、使用する量子ビットの量を最小限にすることを目的としている。
衛星支援エンタングルメント分布(SED)は、小型量子ネットワークの性能を大幅に向上させることができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 30.362736262973463
- License:
- Abstract: Quantum internet needs to ensure timely provision of entangled qubits to be used in tasks that involve distributed quantum computing or sensing. This has been addressed by a top-down approach of optimized quantum networks [arXiv:2107.10275], in which entanglement is distributed prior to receiving tasks. Upon the task arrival, the desired entanglement state is attained with local operations and classical communication. The pre-distribution of entanglements should aim to minimize the amount of qubits used, as this decreases the risk of decoherence and thus degradation of the entangled state. The optimized quantum networks consider a multi-hop optical network and in this work we are supplementing it with Satellite-aided Entanglement Distribution (SED). The motivation is that satellites can shortcut the topology and place the entanglement at two nodes not directly connected through the optical network. We devise an algorithm for strategic placement of entanglements with SED, which results in a decrease in the number of qubits used in pre-distribution of entanglement. The numerical results show that SED can significantly enhance the performance of small quantum networks, while Entanglement-sharing Constraints (EC) are critical for large networks.
- Abstract（参考訳）: 量子インターネットは、分散量子コンピューティングやセンシングを含むタスクで使用されるエンタングル量子ビットのタイムリーなプロビジョニングを保証する必要がある。
これは、最適化された量子ネットワーク(arXiv:2107.10275)のトップダウンアプローチによって解決され、タスクの受信前に絡み合いが分散される。
タスクが到着すると、所望の絡み合い状態がローカル操作と古典通信によって達成される。
絡み合いの事前分布は、このことが脱コヒーレンスのリスクを減少させ、絡み合い状態の劣化を減少させるため、使用する量子ビットの量を最小限にすることを目的としている。
最適化された量子ネットワークは、マルチホップ光ネットワークを考慮し、この作業では、衛星支援エンタングルメント分布(SED)を補う。
その動機は、衛星がトポロジを短くし、光ネットワークを介して直接接続されていない2つのノードに絡み合うことができることである。
我々は,SEDによる絡み合いの戦略的配置のためのアルゴリズムを考案し,絡み合いの事前分配に使用される量子ビットの数を減らした。
数値計算の結果,SEDは小型量子ネットワークの性能を著しく向上させることができるが,Entanglement-Shareing Constraints (EC) は大規模ネットワークにとって重要である。
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