論文の概要: Route Planning and Online Routing for Quantum Key Distribution Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.09735v1
- Date: Wed, 13 Aug 2025 12:00:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-14 20:42:00.875859
- Title: Route Planning and Online Routing for Quantum Key Distribution Networks
- Title（参考訳）: 量子鍵配電網の経路計画とオンラインルーティング
- Authors: Jorge López, Charalampos Chatzinakis, Marc Cartigny,
- Abstract要約: 量子鍵分配(QKD)ネットワークは、暗号鍵物質を確実に送信するために量子物理学の原理を利用する。
従来の最短経路アルゴリズムは、経路計画とオンラインルーティングの両方で性能が良くないことを示す。
最短経路ルーティング戦略の競合比が$frac12$より大きいか等しいかを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7287035469433212
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Quantum Key Distribution (QKD) networks harness the principles of quantum physics in order to securely transmit cryptographic key material, providing physical guarantees. These networks require traditional management and operational components, such as routing information through the network elements. However, due to the limitations on capacity and the particularities of information handling in these networks, traditional shortest paths algorithms for routing perform poorly on both route planning and online routing, which is counterintuitive. Moreover, due to the scarce resources in such networks, often the expressed demand cannot be met by any assignment of routes. To address both the route planning problem and the need for fair automated suggestions in infeasible cases, we propose to model this problem as a Quadratic Programming (QP) problem. For the online routing problem, we showcase that the shortest (available) paths routing strategy performs poorly in the online setting. Furthermore, we prove that the widest shortest path routing strategy has a competitive ratio greater or equal than $\frac{1}{2}$, efficiently addressing both routing modes in QKD networks.
- Abstract（参考訳）: 量子鍵分配(QKD)ネットワークは、量子物理学の原理を利用して暗号鍵材料をセキュアに送信し、物理的保証を提供する。
これらのネットワークは、ネットワーク要素を介して情報をルーティングするなど、従来の管理と運用のコンポーネントを必要とする。
しかし、これらのネットワークにおける情報処理能力の限界と特異性のため、ルーティングのための従来の最短経路アルゴリズムはルート計画とオンラインルーティングの両方で性能が悪く、これは直感的ではない。
さらに、そのようなネットワークのリソースが不足しているため、表現された要求はルートの割り当てによって満たされないことが多い。
経路計画問題と、実現不可能なケースにおける公平な自動提案の必要性の両方に対処するため、我々は、この問題を擬似プログラミング(QP)問題としてモデル化することを提案する。
オンラインルーティング問題では、最短(利用可能な)経路ルーティング戦略がオンライン環境では不十分であることを示す。
さらに、最短経路ルーティング戦略は、競合比が$\frac{1}{2}$より大きいか等しいことが証明され、QKDネットワークにおける両方のルーティングモードを効率的に扱うことができる。
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