論文の概要: Rate-Fidelity Tradeoffs in All-Photonic and Memory-Equipped Quantum Switches

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.02610v1
• Date: Tue, 03 Mar 2026 05:30:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-04 21:38:10.645911
• Title: Rate-Fidelity Tradeoffs in All-Photonic and Memory-Equipped Quantum Switches
• Title（参考訳）: 全フォトニックおよびメモリ装備量子スイッチにおけるレート忠実トレードオフ
• Authors: Panagiotis Promponas, Leonardo Bacciottini, Paul Polakos, Gayane Vardoyan, Don Towsley, Leandros Tassiulas,
• Abstract要約: 量子エンタングルメントスイッチは、初期の量子ネットワークにとって重要なビルディングブロックである。 量子ビットを格納せずにベル状態測定(BSM)を繰り返し試みる全フォトニックエンタングルメント生成スイッチ(EGS)と、エンタングルメントをバッファリングし、有意な接続が可能な場合にのみ測定をトリガーする量子メモリ装備スイッチの2つのアーキテクチャを比較した。 両モデルを共通のハードウェア抽象化の下で形式化し、達成可能なレート忠実度領域を特徴付け、ハードウェアとプロトコルパラメータをネットワークレベルの性能に変換するベンチマーク手法を作成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.71781482098232
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum entanglement switches are a key building block for early quantum networks, and a central design question is whether near-term devices should use only flying photons or also incorporate quantum memories. We compare two architectures: an all-photonic entanglement generation switch (EGS) that repeatedly attempts Bell-state measurements (BSM) without storing qubits, and a quantum memory-equipped switch that buffers entanglement and triggers measurements only when heralded connectivity is available (herald-then-swap control). These two designs trade off simple, memoryless operation that avoids decoherence and memory-induced latency against heralding-based control that buffers entanglement to use BSMs more efficiently. We formalize both models under a common hardware abstraction and characterize their achievable rate-fidelity regions, yielding a benchmarking methodology that translates hardware and protocol parameters into network-level performance. Numerical evaluation quantifies the rate-fidelity tradeoffs of both models, identifies operating regions in which each architecture dominates, and shows how hardware and protocol knobs can be tuned to meet application-specific targets.
• Abstract（参考訳）: 量子エンタングルメントスイッチは初期の量子ネットワークの鍵となるビルディングブロックであり、短期的なデバイスが空飛ぶ光子のみを使用するべきか、あるいは量子メモリを組み込むべきかが中心的な設計上の問題である。 量子ビットを格納せずにベル状態測定(BSM)を繰り返し試みる全フォトニックエンタングルメント生成スイッチ(EGS)と、エンタングルメントをバッファリングし、ハールド接続が可能な場合にのみ測定をトリガーする量子メモリ装備スイッチ(Herald-then-スワップ制御)の2つのアーキテクチャを比較した。 これら2つの設計は、より効率的にBSMを使用するためにエンタングルメントをバッファリングする紋章ベースの制御に対して、デコヒーレンスとメモリ誘起の遅延を回避する、単純でメモリレスな操作をトレードオフする。 両モデルを共通のハードウェア抽象化の下で形式化し、達成可能なレート忠実度領域を特徴付け、ハードウェアとプロトコルパラメータをネットワークレベルの性能に変換するベンチマーク手法を作成する。 数値評価は,両モデルの速度-忠実トレードオフを定量化し,各アーキテクチャが支配する動作領域を特定し,アプリケーション固有の目標を満たすために,ハードウェアとプロトコルノブをどのように調整するかを示す。

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