Fugu-MT 論文翻訳(概要): Maximizing Qubit Throughput under Buffer Decoherence and Variability in Generation

論文の概要: Maximizing Qubit Throughput under Buffer Decoherence and Variability in Generation

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.25482v1
Date: Thu, 26 Mar 2026 14:23:52 GMT
ステータス: 翻訳完了
システム内更新日: 2026-03-27 20:52:48.329495
Title: Maximizing Qubit Throughput under Buffer Decoherence and Variability in Generation
Title（参考訳）: バッファデコヒーレンスと可変性を考慮した生成におけるQubitスループットの最大化
Authors: Padma Priyanka, Avhishek Chatterjee, Sheetal Kalyani,
Abstract要約: 量子通信ネットワークは、絡み合い分布や量子鍵分布のような応用のために、高忠実で符号化されていない量子ビットの伝送を必要とする。現在の実装はバッファ容量の制限とキュービットのデコヒーレンスによって制約されている。我々は,このシステムを有限バッファキューにおける入出力制御問題としてモデル化し,各ジョブに関連付けられた報酬をその待ち時間の減少関数とする。バッファ空間が利用可能になった直後に新しいキュービットが生成される単純な「ラグなし」ポリシーが最適である解析条件を導出する。
参考スコア（独自算出の注目度）: 14.554245554781367
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: Quantum communication networks require transmission of high-fidelity, uncoded qubits for applications such as entanglement distribution and quantum key distribution. However, current implementations are constrained by limited buffer capacity and qubit decoherence, which degrades qubit quality while waiting in the buffer. A key challenge arises from the stochastic nature of qubit generation, there exists a random delay (D) between the initiation of a generation request and the availability of the qubit. This induces a fundamental trade off early initiation increases buffer waiting time and hence decoherence, whereas delayed initiation leads to server idling and reduced throughput. We model this system as an admission control problem in a finite buffer queue, where the reward associated with each job is a decreasing function of its sojourn time. We derive analytical conditions under which a simple "no lag" policy where a new qubit is generated immediately upon the availability of buffer space is optimal. To address scenarios with unknown system parameters, we further develop a Bayesian learning framework that adaptively optimizes the admission policy. In addition to quantum communication systems, the proposed model is applicable to delay sensitive IoT sensing and service systems.
Abstract（参考訳）: 量子通信ネットワークは、絡み合い分布や量子鍵分布のような応用のために、高忠実で符号化されていない量子ビットの伝送を必要とする。しかし、現在の実装はバッファ容量の制限とキュービットのデコヒーレンスによって制約されており、バッファ内で待機しながらキュービットの品質を低下させる。鍵となる課題は、キュービット生成の確率的性質から生じ、生成要求の開始とキュービットの可用性の間にランダムな遅延(D)が存在する。これにより、早期起動の基本的なトレードオフによってバッファ待ち時間が増加し、デコヒーレンスが発生する一方、遅延開始はサーバアイドリングとスループットの低下につながる。我々は,このシステムを有限バッファキューにおける入出力制御問題としてモデル化し,各ジョブに関連付けられた報酬をその待ち時間の減少関数とする。バッファ空間が利用可能になった直後に新しいキュービットが生成される単純な「ラグなし」ポリシーが最適である解析条件を導出する。未知のシステムパラメータでシナリオに対処するため、入場ポリシーを適応的に最適化するベイズ学習フレームワークをさらに開発する。量子通信システムに加えて、提案モデルは、機密性の高いIoTセンシングおよびサービスシステムの遅延に適用できる。

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