論文の概要: On Selecting Paths for End-to-End Entanglement Creation in Quantum Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.02283v1
- Date: Sun, 04 May 2025 22:45:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-06 18:49:35.529889
- Title: On Selecting Paths for End-to-End Entanglement Creation in Quantum Networks
- Title（参考訳）: 量子ネットワークにおける終端絡み合い生成のための経路選択について
- Authors: Anoosha Fayyaz, Prashant Krishnamurthy, Kaushik P. Seshadreesan, David Tipper, Amy Babay,
- Abstract要約: 量子ネットワークの動的性質による最適経路選択において,テクスタイトプライアの絡み合いは重要な考慮事項であることを示す。
先行エンタングルメントを持つ長い経路は、特定の条件下での短い経路よりも早くe2eエンタングルメントを確立することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9582800998895141
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Optimal routing is a fundamental challenge in quantum networking, with several approaches proposed to identify the most efficient path for end-to-end (e2e) entanglement generation between pairs of nodes. In this paper, we show that \textit{prior entanglements} -- entanglements generated in a previous network cycle but not yet utilized -- are an important consideration in optimal path selection due to the dynamic nature of quantum networks. Specifically, we investigate whether a longer path with pre-existing entanglements can outperform a shorter path that starts from scratch. We account for key quantum constraints, including noisy entanglement generation and swapping, fidelity decay, probabilistic operations, and link discarding upon swap failure. Simulations reveal that longer paths with prior entanglements can establish e2e entanglement faster than shorter paths under certain conditions. We further introduce the notion of \textit{entanglement diversity}, where multiple paths can be used to improve performance -- either by selecting the first successful path to minimize time or using both paths to enhance fidelity through distillation. These findings highlight the importance of incorporating prior entanglements into path selection strategies for optimizing quantum communication networks.
- Abstract（参考訳）: 最適ルーティングは量子ネットワークにおける基本的な課題であり、ノードのペア間での終端(e2e)絡み合い生成の最も効率的な経路を特定するためのいくつかのアプローチが提案されている。
本稿では,量子ネットワークの動的性質による最適経路選択において,既往のネットワークサイクルで発生する絡み合いが重要な考慮事項であることを示す。
具体的には、既存の絡み合いを持つ長い経路が、スクラッチから始まる短い経路より優れているかどうかを検討する。
我々は、ノイズの多い絡み合いの生成とスワップ、忠実度減衰、確率的演算、スワップ故障時のリンク破棄を含む重要な量子的制約について説明する。
シミュレーションにより、先行エンタングルメントを持つ長い経路は、特定の条件下での短い経路よりも早くe2eエンタングルメントを確立することができることが明らかになった。
さらに、時間最小化のための最初のパスを選択するか、蒸留による忠実度を高めるために両方のパスを使用するかによって、複数のパスを性能向上に利用することができる、‘textit{entanglement diversity’の概念も導入する。
これらの知見は、量子通信ネットワークを最適化するための経路選択戦略に事前の絡み合いを組み込むことの重要性を強調している。
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