論文の概要: Towards Optimal Orders for Entanglement Swapping in Path Graphs: A Greedy Approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.14040v1
- Date: Fri, 18 Apr 2025 19:10:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-30 05:41:50.189802
- Title: Towards Optimal Orders for Entanglement Swapping in Path Graphs: A Greedy Approach
- Title（参考訳）: 経路グラフにおける絡み合いスワッピングの最適順序に向けて : グレディアプローチ
- Authors: Van Sy Mai, Abderrahim Amlou, Amar Abane, Abdella Battou,
- Abstract要約: 本稿では,量子リピータの不均一経路におけるエンタングルメントスワップの最適順序を求める問題について考察する。
まず,一定時間で動作可能な2つの絡み合い分布間のスワップ結果の簡易な近似法を提案する。
第2に、経路内のリピータの数とともに可能な順序の数が指数関数的に増加するにつれて、スワップを逐次実行するノードの欲求選択に基づいて効率が向上する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.624902795082451
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: This paper considers the problem of finding an optimal order for entanglement swapping in a heterogeneous path of quantum repeaters so as to maximize the path throughput defined as the delivery rate of end-to-end entanglements. The primary difficulty in addressing this problem lies in the vast array of possible swapping orders for large paths and the complexity of the expected throughput, which depends on the attributes of each node and edge along the path, as well as the order of swapping. To cope with these issues, we first propose simple approximations in estimating the swapping outcome between two entanglement distributions that can run in constant time, thereby providing an efficient approach for evaluating and comparing different swapping orders, allowing us to solve the problem exactly for small paths. Second, as the number of possible orders grows exponentially with the number of repeaters in the path, we develop an efficient heuristic based on the greedy selection of nodes to sequentially perform swaps according to their swapping scores, defined as the expected number of entanglements resulting from their swaps. The scores are local but dynamic in the sense that they depend not just on the entanglement distributions available on the path but also on prior swapping decisions. Finally, we illustrate the efficiency and effectiveness of our proposed model and approach through extensive experimentation conducted using a general quantum network simulator.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,量子リピータの不均一経路におけるエンタングルメントスワップの最適順序を求める問題について,エンド・ツー・エンドエンタングルメントのデリバリ速度として定義される経路スループットを最大化するために検討する。
この問題に対処する上での最大の難しさは、大きなパスのスワッピング順序と、パスに沿った各ノードとエッジの属性とスワッピング順序に依存する期待されるスループットの複雑さである。
これらの問題に対処するために、我々はまず、一定時間動作可能な2つの絡み合い分布間のスワップ結果の簡易な推定法を提案し、これにより、異なるスワップ順序の評価と比較を行うための効率的なアプローチを提供し、小さな経路に対してその問題を正確に解けるようにした。
第2に、経路内のリピータ数とともに可能な順序数が指数関数的に増加するにつれて、スワップスコアに応じてスワップを逐次実行するノードの選択に基づく効率的なヒューリスティックを開発し、スワップから得られる絡み合いの数として定義する。
スコアは局所的であるが、経路上で利用可能な絡み合い分布だけでなく、事前のスワップ決定にも依存するという意味で動的である。
最後に,提案モデルの有効性と有効性について述べるとともに,汎用量子ネットワークシミュレータを用いて広範囲な実験を行うことによるアプローチについて述べる。
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