論文の概要: Entanglement Rate Maximization for Dual-Connectivity Wireless Quantum Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.04143v1
- Date: Sun, 05 Apr 2026 15:07:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-07 15:49:18.944131
- Title: Entanglement Rate Maximization for Dual-Connectivity Wireless Quantum Networks
- Title（参考訳）: デュアルコネクティビティ無線量子ネットワークにおける絡み合い速度の最大化
- Authors: Kavini Thenuwara, Shiva Kazemi Taskooh, Ekram Hossain,
- Abstract要約: 本稿では、複数の量子基地局(Ss)からなる二重接続性(DC)無線量子ネットワークにおける絡み合い率の問題について検討する。
DCアーキテクチャでは、各QUは最大2つのQBSを関連付けることができ、従来の単一接続方式と比較して資源利用率を高めることができる。
元の定式化をエンタングルメントレート割り当てとアソシエーションサブプロブレムに分解する交互最適化アルゴリズムを開発した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.619596495371793
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The development of quantum networks (QNs) relies on efficient mechanisms for distributing entanglement among multiple quantum users (QUs) under practical system constraints. This paper investigates the problem of entanglement rate maximization in a dual-connectivity (DC) wireless quantum network comprising multiple quantum base stations (QBSs). Under the DC architecture, each QU can associate with up to two QBSs, thereby enhancing resource utilization compared to conventional single-connectivity (SC) schemes. The joint QBS-QU association and entanglement generation rate allocation problem is formulated as a mixed-integer nonlinear programming problem that incorporates practical constraints, including limited QBS entanglement generation capacity as well as heterogeneous minimum entanglement rate demands and fidelity requirements for QUs. To efficiently solve this challenging problem, an alternating optimization (AO) algorithm is developed, which decomposes the original formulation into entanglement rate allocation and association subproblems. Simulation results demonstrate that the proposed DC architecture significantly outperforms SC schemes, while the AO algorithm achieves near-optimal performance with substantially reduced computational complexity.
- Abstract（参考訳）: 量子ネットワーク(QN)の開発は、現実的なシステム制約の下で複数の量子ユーザ(QU)間の絡み合いを分散する効率的なメカニズムに依存している。
本稿では、複数の量子ベースステーション(QBS)からなる二重接続性(DC)無線量子ネットワークにおける絡み合い速度の最大化の問題について検討する。
DCアーキテクチャでは、各QUは最大2つのQBSを関連付けることができ、従来の単一接続性(SC)方式と比較して資源利用率を高めることができる。
連立QBS-QUアソシエーションと絡み合い生成率割り当て問題は、QBSの絡み合い生成能力の制限や不均一な最小絡み合い率要求、QUの忠実度要求を含む実用的な制約を含む混合整数非線形プログラミング問題として定式化される。
この問題を効率的に解決するために、元の定式化をエンタングルメントレート割り当てとアソシエーションサブプロブレムに分解する交互最適化アルゴリズム(AO)を開発した。
シミュレーションの結果、提案したDCアーキテクチャはSCスキームを著しく上回り、AOアルゴリズムは計算量を大幅に削減し、ほぼ最適性能を達成した。
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