論文の概要: Entanglement improves coordination in distributed systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.04588v1
- Date: Wed, 04 Feb 2026 14:14:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-05 19:45:11.567345
- Title: Entanglement improves coordination in distributed systems
- Title（参考訳）: 絡み合いは分散システムにおける協調を改善する
- Authors: Francisco Ferreira da Silva, Stephanie Wehner,
- Abstract要約: 分散システムにおけるコーディネートは、しばしば通信遅延によって妨げられ、性能が低下する。
本研究では,2つのサーバからなる分散システムにおける共有絡み合いの双対最適化問題への適用について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Coordination in distributed systems is often hampered by communication latency, which degrades performance. Quantum entanglement offers fundamentally stronger correlations than classically achievable without communication. Crucially, these correlations manifest instantaneously upon measurement, irrespective of the physical distance separating the systems. We investigate the application of shared entanglement to a dual-work optimization problem in a distributed system comprising two servers. The system must process both a continuously available, preemptible baseline task and incoming customer requests arriving in pairs. System performance is characterized by the trade-off between baseline task throughput and customer waiting time. We present a rigorous analytical model demonstrating that when the baseline task throughput function is strictly convex, rewarding longer uninterrupted processing periods, entanglement-assisted routing strategies achieve Pareto-superior performance compared to optimal communication-free classical strategies. We prove this advantage through queueing-theoretic analysis, non-local game formulation, and computational certification of classical bounds. Our results identify distributed scheduling and coordination as a novel application domain for near-term entanglement-based quantum networks.
- Abstract（参考訳）: 分散システムにおけるコーディネートは、しばしば通信遅延によって妨げられ、性能が低下する。
量子絡み合い(quantum entanglement)は、コミュニケーションなしで古典的に達成できるものよりも根本的に強い相関関係を提供する。
重要なことは、これらの相関は、系を分離する物理的距離に関係なく、測定によって瞬時に現れる。
本研究では,2つのサーバからなる分散システムにおける共有絡み合いの双対最適化問題への適用について検討する。
システムは、継続的に利用でき、プリエンプティブルなベースラインタスクと、到着する顧客の要求をペアで処理する必要がある。
システムパフォーマンスは、ベースラインタスクスループットと顧客待ち時間のトレードオフによって特徴づけられる。
本稿では,ベースラインタスクスループット関数が厳密な凸であり,不断の処理期間が長い場合に,絡み合わされたルーティング戦略が,通信不要な古典的戦略に比べてパレート・スーパーパフォーマンスを実現することを示す厳密な解析モデルを提案する。
我々はこの利点を、待ち行列理論解析、非局所ゲーム定式化、古典的境界の計算証明を通じて証明する。
本研究は,分散スケジューリングと調整を,近距離エンタングルメントに基づく量子ネットワークのための新しい応用領域として同定した。
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