論文の概要: Quantum-Amplified M/G/1/K Simulation: A Comparator-Controlled Framework for Arbitrary Service Distributions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.10558v1
• Date: Thu, 11 Dec 2025 11:42:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-12 16:15:42.341999
• Title: Quantum-Amplified M/G/1/K Simulation: A Comparator-Controlled Framework for Arbitrary Service Distributions
• Title（参考訳）: 量子増幅M/G/1/Kシミュレーション:任意サービス分散のための比較器制御フレームワーク
• Authors: Or Peretz, Michal Koren, Nir Perel,
• Abstract要約: この研究は、任意のサービス時間法則の下でM/G/1/Kキューをシミュレートする最初のコヒーレント量子回路を示す。 グロバーのイテレーションは、システム内の期待される顧客数を見積もることに集中しており、保証可能な$O(sqrtN)$分散還元をもたらす。 IBMの量子シミュレータの実証評価では、4量子ビットの0.99以上、10量子ビットの0.76以上であり、Jensen-Shannon分散は0.11以下である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8547732086436306
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Finite-capacity single-server queues with general service-time distributions form the backbone of numerous real-world systems, yet classical simulation of performance metrics such as blocking probabilities and delay becomes computationally prohibitive as service variability or required precision increases. This work presents the first coherent quantum circuit for simulating an M/G/1/K queue under arbitrary service-time laws. The circuit encodes the service distribution through a logarithmic-depth ladder of $R_y$ rotations and enforces buffer constraints via a comparator-controlled phase gate, while preserving the quadratic speed-up of amplitude amplification. Grover iterations center on estimating the expected number of customers in the system, yielding provable $O(\sqrt{N})$ variance reduction and closed-form confidence bounds, where $N$ denotes the number of shots. Empirical evaluations on IBM quantum simulators across four service distributions and three traffic intensities demonstrate fidelity above 0.99 with four qubits and above 0.76 with ten qubits, with Jensen-Shannon divergence below 0.11. Waiting-time estimation errors decrease by an order of magnitude as system load approaches capacity and remain within 3% in high-traffic regimes using registers of up to 63 qubits. These results establish the first end-to-end quantum simulation framework for finite-buffer, non-Markovian queueing systems and provide a concrete foundation for quantum-accelerated performance analysis in service-oriented architectures.
• Abstract（参考訳）: 一般のサービス時間分布を持つ有限容量シングルサーバキューは、多くの実世界のシステムのバックボーンを形成するが、サービス変数や要求精度の増加に伴い、確率や遅延などのパフォーマンス指標の古典的なシミュレーションは計算的に禁止される。 この研究は、任意のサービス時間法則の下でM/G/1/Kキューをシミュレートする最初のコヒーレント量子回路を示す。 回路は、R_y$回転の対数深さのはしごを介してサービス分布を符号化し、振幅増幅の二次的なスピードアップを保ちながら、コンパレータ制御相ゲートを介してバッファ制約を強制する。 グロバーの反復は、システム内の期待される顧客数を推定することに集中しており、証明可能な$O(\sqrt{N})$分散還元とクローズドフォームの信頼境界、すなわち$N$はショットの数を表す。 4つのサービス分布と3つのトラフィック強度にわたるIBM量子シミュレータの実証的な評価は、4つのキュービットを持つ0.99以上、10つのキュービットを持つ0.76以上であり、Jensen-Shannon分散は0.11以下である。 待ち時間推定誤差は、システム負荷がキャパシティに近づくにつれて桁違いに減少し、最大63キュービットのレジスタを使用して高トラフィック状態において3%以内にとどまる。 これらの結果は、有限バッファ非マルコフキューシステムのための最初のエンドツーエンド量子シミュレーションフレームワークを確立し、サービス指向アーキテクチャにおける量子加速性能解析のための具体的な基盤を提供する。

関連論文リスト

• Lane-Frame Quantum Multimodal Driving Forecasts for the Trajectory of Autonomous Vehicles [6.137648436139678]
  自動運転のトレイ予測は、厳密な計算とレイテンシの制約の下で、正確でマルチモーダルなキャリブレーションされた予測を提供する必要がある。 本稿では,エゴ中心のレーン配向フレームで動作することにより,量子帰納バイアスを路面構造に整合させる,コンパクトなハイブリッド量子アーキテクチャを提案する。 Open Motionデータセットでは、SI1.94mのminADEとSI3.56mのminFDEが達成され、ミス率と強いリコールでキネマティックベースラインを一貫して上回っている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-11-21T07:00:07Z)
• Quantum Similarity-Driven QUBO Framework for Multi-Period Supply Chain Allocation using Time-Multiplexed Coherent Ising Machines and Simulated Quantum Annealing [0.0]
  サプライチェーンにおける多周期株式管理単位割り当ては、NPハードかつ運用上重要な最適化問題である。 この研究は、(i) 変分RX埋め込みから得られる量子類似性カーネルから得られる冗長なSKU選択を回避するためのハイブリッドQUBOフレームワーク、(ii) 実現可能性を維持するスラックビット符号化による正確な周期毎のキャパシティ強制、(iii) 時間多重コヒーレントイジングマシン上での実行の3つの進歩を統合したハイブリッドQUBOフレームワークを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-10-24T15:04:27Z)
• DASA: Delay-Adaptive Multi-Agent Stochastic Approximation [64.32538247395627]
  我々は,N$エージェントが並列に動作し,中央サーバと通信することで,一般的な近似問題を高速化することを目的とした設定を考える。 遅延とストラグラーの効果を軽減するために,マルチエージェント近似のための遅延適応アルゴリズムである textttDASA を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-25T22:49:56Z)
• Scaling Limits of Quantum Repeater Networks [62.75241407271626]
  量子ネットワーク(QN)は、セキュアな通信、強化されたセンシング、効率的な分散量子コンピューティングのための有望なプラットフォームである。 量子状態の脆弱な性質のため、これらのネットワークはスケーラビリティの観点から大きな課題に直面している。 本稿では,量子リピータネットワーク(QRN)のスケーリング限界について解析する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-15T14:57:01Z)
• A Race Track Trapped-Ion Quantum Processor [0.0]
  我々は,周期的境界条件を持つ線形トラップに基づく新しい量子電荷結合デバイスを記述し,ベンチマークする。 当初は32量子ビットで運用されていたが、将来のアップグレードでさらに拡張される予定だ。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-05T20:07:37Z)
• n-Qubit Operations on Sphere and Queueing Scaling Limits for Programmable Quantum Computer [0.0]
  我々は、(光子や他の技術)ベースのプログラマブル量子コンピュータの開発を支援するため、(n+1)-球面上のn-qubit演算規則を目標とする。 2つの異なる重交通条件下でのnビット量子コンピュータベースの待ち行列システムのスケーリング限界を導出する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-09-29T08:24:12Z)
• Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
  本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。 3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。