論文の概要: Quantum Data Centers: Why Entanglement Changes Everything

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.02920v1
• Date: Tue, 03 Jun 2025 14:22:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-04 21:47:35.786616
• Title: Quantum Data Centers: Why Entanglement Changes Everything
• Title（参考訳）: 量子データセンター: 絡み合いがすべてを変える理由
• Authors: Angela Sara Cacciapuoti, Claudio Pellitteri, Jessica Illiano, Laura d'Avossa, Francesco Mazza, Siyi Chen, Marcello Caleffi,
• Abstract要約: 量子インターネットは、複数の量子プロセッサを仮想量子計算システムに相互接続することで、分散量子コンピューティングの鍵となる。 ネットワークトポロジの動的再構成におけるエンタングルメントオーケストレータの役割を強調し,量子データセンターの物理的制約とトポロジ的制約を分析した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.310092608526967
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The Quantum Internet is key for distributed quantum computing, by interconnecting multiple quantum processors into a virtual quantum computation system. This allows to scale the number of qubits, by overcoming the inherent limitations of noisy-intermediate-scale quantum (NISQ) devices. Thus, the Quantum Internet is the foundation for large-scale, fault-tolerant quantum computation. Among the distributed architectures, Quantum Data Centers emerge as the most viable in the medium-term, since they integrate multiple quantum processors within a localized network infrastructure, by allowing modular design of quantum networking. We analyze the physical and topological constraints of Quantum Data Centers, by emphasizing the role of entanglement orchestrators in dynamically reconfiguring network topologies through local operations. We examine the major hardware challenge of quantum transduction, essential for interfacing heterogeneous quantum systems. Furthermore, we explore how interconnecting multiple Quantum Data Centers could enable large-scale quantum networks. We discuss the topological constraints of such a scaling and identify open challenges, including entanglement routing and synchronization. The carried analysis positions Quantum Data Centers as both a practical implementation platform and strategic framework for the future Quantum Internet.
• Abstract（参考訳）: 量子インターネットは、複数の量子プロセッサを仮想量子計算システムに相互接続することで、分散量子コンピューティングの鍵となる。 これにより、ノイズのある中間規模量子(NISQ)デバイス固有の制限を克服することで、量子ビットの数をスケールすることができる。 したがって、Quantum Internetは大規模でフォールトトレラントな量子計算の基礎となっている。 分散アーキテクチャの中では、量子データセンターは、複数の量子プロセッサをローカライズされたネットワークインフラストラクチャに統合し、量子ネットワークのモジュラー設計を可能にするため、中期的に最も有効なものとして出現する。 本研究では,局所演算によるネットワークトポロジの動的再構成におけるエンタングルメントオーケストレータの役割を強調し,量子データセンターの物理的制約とトポロジ的制約を分析した。 異種量子システムに欠かせない量子トランスダクションのハードウェア上の課題について検討する。 さらに、複数の量子データセンターを相互接続することで、大規模な量子ネットワークを実現する方法について検討する。 このようなスケーリングのトポロジ的制約について議論し、絡み合ったルーティングや同期を含むオープンな課題を特定する。 分析の結果、Quantum Data Centersは将来のQuantum Internetのための実用的な実装プラットフォームと戦略的フレームワークとして位置づけられた。

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