論文の概要: An Adaptive Purification Controller for Quantum Networks: Dynamic Protocol Selection and Multipartite Distillation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.18351v1
• Date: Mon, 26 Jan 2026 10:56:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-27 15:23:08.78522
• Title: An Adaptive Purification Controller for Quantum Networks: Dynamic Protocol Selection and Multipartite Distillation
• Title（参考訳）: 量子ネットワークのための適応的浄化制御:動的プロトコル選択と多粒子蒸留
• Authors: Pranav Kulkarni, Leo Sünkel, Michael Kölle,
• Abstract要約: タングル化蒸留シーケンスを自律的に最適化する適応浄化制御器(APC)を提案する。 我々は、その計算オーバーヘッドをベンチマークし、1リンクあたりミリ秒の範囲で決定待ち時間でリアルタイムの実現可能性を確認する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.706268477180858
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Efficient entanglement distribution is the cornerstone of the Quantum Internet. However, physical link parameters such as photon loss, memory coherence time, and gate error rates fluctuate dynamically, rendering static purification strategies suboptimal. In this paper, we propose an Adaptive Purification Controller (APC) that autonomously optimizes the entanglement distillation sequence to maximize the "goodput," the rate of delivered pairs meeting a strict fidelity threshold. By treating protocol selection as a resource allocation problem, the APC dynamically switches between purification depths and protocol families (e.g., BBPSSW vs. DEJMPS) to navigate the trade-off between generation rate and state quality. Using a dynamic programming planner with Pareto pruning, simulation results demonstrate that our approach eliminates the "fidelity cliffs" inherent in static protocols and prevents resource wastage in high-noise regimes. Furthermore, we extend the controller to heterogeneous scenarios, demonstrating robustness for both multipartite GHZ state generation and continuous variable systems using effective noiseless linear amplification models. We benchmark its computational overhead, confirming real-time feasibility with decision latencies in the millisecond range per link.
• Abstract（参考訳）: 効率的な絡み合い分布は量子インターネットの基礎である。 しかし、光子損失、メモリコヒーレンス時間、ゲートエラー率などの物理リンクパラメータは動的に変動し、静的な浄化戦略が最適以下である。 本稿では, 密閉蒸留シーケンスを自律的に最適化する適応浄化制御器(APC)を提案する。 プロトコル選択を資源割り当て問題として扱うことにより、APCは、生成率と状態品質のトレードオフをナビゲートするために、精製深さとプロトコルファミリ(BBPSSW vs. DEJMPS)を動的に切り替える。 Paretoプルーニングを用いた動的プログラミングプランナーを用いて,提案手法が静的プロトコル固有の「忠実な崖」を排除し,高雑音環境における資源の浪費を防止できることをシミュレーションにより実証した。 さらに、制御器を異種シナリオに拡張し、実効雑音のない線形増幅モデルを用いて、多部GHZ状態生成と連続変数系の堅牢性を実証する。 我々は、その計算オーバーヘッドをベンチマークし、1リンクあたりミリ秒の範囲で決定待ち時間でリアルタイムの実現可能性を確認する。

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