論文の概要: Task Concurrency and Compatibility in Measurement-Based Quantum Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.20674v1
• Date: Tue, 24 Feb 2026 08:22:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-25 17:34:53.674397
• Title: Task Concurrency and Compatibility in Measurement-Based Quantum Networks
• Title（参考訳）: 計測に基づく量子ネットワークにおけるタスクの並行性と適合性
• Authors: Jakob Kaltoft Søndergaard, René Bødker Christensen, Petar Popovski,
• Abstract要約: 測定ベースの量子ネットワーク(MBQNs)は、絡み合い要求を満たすために、マルチパーティイトの事前共有の絡み合いリソースに依存している。 従来の設計では、複数のタスクが同時に到着し、同じ絡み合いに競合することを無視して、これらのリソースを個々のタスクに最適化する。 コンカレントタスクが同じ絡み合いリソースで満足できるかどうかを設計レベルの指標として互換性を導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.29183352005633
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Measurement-Based Quantum Networks (MBQNs) rely on multipartite pre-shared entanglement resources to satisfy entanglement requests. Traditional designs optimize these resources for individual tasks, neglecting that multiple tasks may arrive concurrently and compete for the same entanglement. We introduce compatibility as a design-level metric, capturing whether concurrent tasks can be satisfied by the same entanglement resources. We define a worst-case notion of compatibility where nodes are prevented from coordinating after task arrival and illustrate why tasks may be incompatible. Furthermore, we explore compatibility extensions that account for stochastic arrivals and the capability to supplement the pre-shared entanglement with additional entanglement on-demand, and show that incompatibility differs structurally dependent on the set of concurrent tasks. We argue that compatibility should be used for resource state design, building the foundation for determining which task pairs the network should support with pre-shared entanglement and which require execution-time coordination. Numerical simulations demonstrate this potential, with $(G,1)$-compatibility achieving a 40%-55% gain in simultaneously supported tasks relative to the single-task baseline. By incorporating compatibility as a fundamental design objective, quantum networks can move beyond single-task optimization towards scalable, robust architectures that effectively balance proactive entanglement distribution and supplemental reactive coordination.
• Abstract（参考訳）: 測定ベースの量子ネットワーク(MBQNs)は、絡み合い要求を満たすために、マルチパーティイトの事前共有の絡み合いリソースに依存している。 従来の設計では、複数のタスクが同時に到着し、同じ絡み合いに競合することを無視して、これらのリソースを個々のタスクに最適化する。 コンカレントタスクが同じ絡み合いリソースで満足できるかどうかを判断し、設計レベルの指標として互換性を導入する。 ノードがタスクの到着後に調整されるのを防ぎ、なぜタスクが互換性がないのかを説明する。 さらに,確率的到着と事前の絡み合いを補うために,オンデマンドで追加の絡み合いを補う機能を備えた互換性拡張についても検討し,非互換性が同時タスクの集合に構造的に依存していることを示す。 我々は、ネットワークがどのタスクペアをサポートするべきかを事前に共有し、実行時調整を必要とするかを決定するための基盤を構築するため、リソースの状態設計に互換性を使用するべきであると論じる。 数値シミュレーションにより、(G,1)$-compatibilityは、シングルタスクベースラインに対して同時にサポートされたタスクにおいて40%-55%のゲインを達成する。 互換性を基本設計目的として組み込むことで、量子ネットワークは単一タスク最適化を超えて、能動的絡み合い分布と補足的反応性調整を効果的にバランスするスケーラブルで堅牢なアーキテクチャに移行することができる。

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