論文の概要: A Virtual Quantum Network Prototype for Open Access
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.17495v1
- Date: Wed, 23 Jul 2025 13:24:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-24 22:33:15.012733
- Title: A Virtual Quantum Network Prototype for Open Access
- Title（参考訳）: オープンアクセスのための仮想量子ネットワークプロトタイプ
- Authors: Raj Kamleshkumar Madhu, Visuttha Manthamkarn, Zheshen Zhang, Jianqing Liu,
- Abstract要約: 現在の量子ネットワークシステムは、規模が限られており、非常にアプリケーション固有のものであり、グローバル展開のための明確なロードマップが欠如している。
本稿では,量子ハードウェアとのスケーラブルでリモートなインタラクションを容易にする,オープンアクセスソフトウェアベースの量子ネットワーク仮想化プラットフォームを提案する。
システムは、ラボスケールの量子ネットワークテストベッドのコアハードウェアコンポーネントを仮想化するクラウドアプリケーションを中心に構築されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5972252486036904
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: The rise of quantum networks has revolutionized domains such as communication, sensing, and cybersecurity. Despite this progress, current quantum network systems remain limited in scale, are highly application-specific (e.g., for quantum key distribution), and lack a clear road map for global expansion. These limitations are largely driven by a shortage of skilled professionals, limited accessibility to quantum infrastructure, and the high complexity and cost associated with building and operating quantum hardware. To address these challenges, this paper proposes an open-access software-based quantum network virtualization platform designed to facilitate scalable and remote interaction with quantum hardware. The system is built around a cloud application that virtualizes the core hardware components of a lab-scale quantum network testbed, including the time tagger and optical switch, enabling users to perform coincidence counts of the photon entanglements while ensuring fair resource allocation. The fairness is ensured by employing the Hungarian Algorithm to allocate nearly equal effective entanglement rates among users. We provide implementation details and performance analysis from the perspectives of hardware, software, and cloud platform, which demonstrates the functionality and efficiency of the developed prototype.
- Abstract（参考訳）: 量子ネットワークの台頭は、通信、センシング、サイバーセキュリティといった領域に革命をもたらした。
この進歩にもかかわらず、現在の量子ネットワークシステムは規模が限られており、非常にアプリケーション固有のもの(例えば量子鍵分布)であり、グローバル展開のための明確なロードマップがない。
これらの制限は主に、熟練したプロフェッショナルの不足、量子インフラへのアクセシビリティの制限、量子ハードウェアの構築と運用に関連する複雑さとコストによって引き起こされる。
これらの課題に対処するために、量子ハードウェアとのスケーラブルでリモートなインタラクションを容易にするために、オープンアクセスソフトウェアベースの量子ネットワーク仮想化プラットフォームを提案する。
このシステムは、タイムタグと光スイッチを含む、実験室規模の量子ネットワークテストベッドのコアハードウェアコンポーネントを仮想化するクラウドアプリケーションを中心に構築されており、ユーザーは、適正なリソース割り当てを確保しながら、光子の絡み合いを偶然に数えることができる。
フェアネスは、ハンガリーのアルゴリズムを用いて、ユーザ間でほぼ等しい効果的な絡み合い率を割り当てることによって確保される。
ハードウェア,ソフトウェア,クラウドプラットフォームの観点から実装の詳細と性能解析を行い,開発したプロトタイプの機能と効率を実証する。
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