論文の概要: Adaptive Resource and Memory Control for Stability in Quantum Entanglement Distribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.24874v1
• Date: Wed, 25 Mar 2026 23:36:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-27 20:52:48.016418
• Title: Adaptive Resource and Memory Control for Stability in Quantum Entanglement Distribution
• Title（参考訳）: 量子エンタングルメント分布の安定化のための適応資源とメモリ制御
• Authors: Nicolò Lo Piparo, William J. Munro, Kae Nemoto,
• Abstract要約: トラフィックと有限メモリコヒーレンスの下で動作している量子リピータノードの混雑に注意する制御。 待ち行列理論フレームワークを用いて安定性,遅延,忠実性のトレードオフを分析する。 その結果、量子ネットワークにおける適応的なリソース管理のためのキュー対応の混雑制御の視点が得られた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate congestion-aware control of quantum repeater nodes operating under stochastic traffic and finite memory coherence. Entanglement generation is modeled as a probabilistic process producing Werner states subject to depolarizing memory decoherence, while entanglement requests arrive according to Poisson and bursty ON--OFF processes. Using a queueing-theoretic framework, we couple physical-layer memory dynamics with congestion-dependent service behavior to analyze stability, delay, and fidelity trade-offs. Operating regimes are characterized in terms of the load parameter, showing that fixed cutoff policies impose a fundamental fidelity--latency trade-off together with strict stability limits. Queue-aware adaptive control strategies are then introduced that dynamically adjust memory cutoff times and the number of parallel entanglement-generation channels. Cutoff adaptation restores stability near critical load by trading fidelity for service capacity, whereas resource scaling increases capacity without degrading entanglement quality. Under bursty traffic, joint adaptation suppresses delay spikes while activating additional channels only during congestion periods. The framework is further extended to a two-user shared-resource scenario in which independent traffic flows compete for a common resource pool. Stability is determined by aggregate load, while adaptive resource redistribution stabilizes queues that diverge under fixed partitioning. These results provide a queue-aware congestion-control perspective for adaptive resource management in quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 確率的トラフィックと有限メモリコヒーレンスの下で動作している量子リピータノードの混雑を考慮した制御について検討する。 エンタングルメント生成は、ワーナー状態を生成する確率過程としてモデル化され、一方エンタングルメント要求はポアソンおよびバーストオン-OFFプロセスに従って到着する。 待ち行列理論のフレームワークを用いて、物理層メモリのダイナミクスと混雑に依存したサービス動作を結合し、安定性、遅延、忠実さのトレードオフを分析する。 運用体制は負荷パラメータの観点で特徴づけられており、固定カットオフポリシーは、厳格な安定性の限界とともに、基本的な忠実さ-遅延トレードオフを課していることを示している。 次に、メモリカットオフ時間と並列エンタングルメント生成チャネルの数を動的に調整する、キュー対応適応制御戦略を導入する。 カットオフ適応は、サービスキャパシティのトレーディング忠実度によって臨界負荷付近の安定性を回復する一方、リソーススケーリングは絡み合いの品質を低下させることなくキャパシティを増大させる。 バーストトラフィックの下では、結合適応は遅延スパイクを抑制し、混雑期間にのみ追加チャネルを活性化する。 このフレームワークは、独立したトラフィックフローが共通のリソースプールと競合する2ユーザ共有リソースシナリオにまで拡張されている。 安定性は集約負荷によって決定され、アダプティブリソースの再分配は、固定パーティショニングの下で分岐するキューを安定化する。 これらの結果は、量子ネットワークにおける適応的なリソース管理のためのキュー対応の混雑制御の視点を提供する。

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