論文の概要: Simulation of a Heterogeneous Quantum Network

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.04211v1
• Date: Wed, 03 Dec 2025 19:32:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-05 21:11:45.840527
• Title: Simulation of a Heterogeneous Quantum Network
• Title（参考訳）: 不均一量子ネットワークのシミュレーション
• Authors: Hayden Miller, Caitao Zhan, Michael Bishof, Joaquin Chung, Han Xu, Prem Kumar, Rajkumar Kettimuthu,
• Abstract要約: 量子ネットワークは異質なシステムであり、異なる量子ビットプラットフォーム、光子波長、デバイスボトルネックを組み合わせることが期待されている。 本稿では、量子ネットワークの離散イベントシミュレータであるSeQUeNCeに基づいて、異種量子ネットワークをシミュレーションするためのフレームワークを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.4982962210599355
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum networks are expected to be heterogeneous systems, combining distinct qubit platforms, photon wavelengths, and device timescales to achieve scalable, multiuser connectivity. Building and iterating on such systems is costly and slow, motivating hardware-faithful simulations to explore architecture design space and justify implementation decisions. This paper presents a framework for simulating heterogeneous quantum networks based on SeQUeNCe, a discrete-event simulator of quantum networks. We introduce faithful device models for two representative platforms - Ytterbium atoms and superconducting qubits. On top of these models, we implement entanglement generation and entanglement swapping protocols for time-bin encoded photons that account for disparate clock rates and quantum frequency conversion and transducer losses/noise brought by the heterogeneity. Using extensive simulations, we map the rate-fidelity trade space and identify the dominant bottlenecks unique to heterogeneous systems. The models are open source and extensible, enabling reproducible evaluation of future heterogeneous designs and protocols.
• Abstract（参考訳）: 量子ネットワークは異質なシステムであり、異なる量子ビットプラットフォーム、光子波長、デバイスタイムスケールを組み合わせてスケーラブルでマルチユーザ接続を実現することが期待されている。 このようなシステムの構築とイテレーションは費用がかかり、遅く、ハードウェアに忠実なシミュレーションを動機付け、アーキテクチャ設計の空間を探索し、実装の決定を正当化します。 本稿では、量子ネットワークの離散イベントシミュレータであるSeQUeNCeに基づいて、異種量子ネットワークをシミュレーションするためのフレームワークを提案する。 我々は、イッテルビウム原子と超伝導量子ビットの2つの代表プラットフォームに対して忠実なデバイスモデルを導入する。 これらのモデルに加えて、不均一性によって引き起こされる異なるクロックレートと量子周波数変換およびトランスデューサ損失/ノイズを考慮した時間ビン符号化光子の絡み合い発生および絡み合い交換プロトコルを実装した。 広範なシミュレーションを用いて、レートフィデリティ取引空間をマッピングし、異種システムに特有の主要なボトルネックを特定する。 モデルはオープンソースで拡張可能であり、将来の異種設計やプロトコルの再現可能な評価を可能にする。

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