論文の概要: Quantum-enhanced Network Tomography

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.25194v1
• Date: Tue, 28 Apr 2026 04:03:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-29 16:49:17.706383
• Title: Quantum-enhanced Network Tomography
• Title（参考訳）: 量子エンハンスドネットワークトモグラフィ
• Authors: Yufei Zheng, Zihao Gong, Saikat Guha, Don Towsley,
• Abstract要約: 光ネットワークにおけるリンク透過率を推定するために量子プローブを用いる。 本稿では,送信者の情報集合数を最大化しつつ,リンク識別性を保証するプローブ構築アルゴリズムを提案する。 この結果は,一般的な光ネットワークにおけるリンク透過率の推定における量子的改善を特徴付けるのに有用である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.339857826585455
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Network tomography refers to the use of inference techniques for inferring internal network states from end-to-end probes. Quantum probes, implemented by sending blocks of $n$ coherent-state pulses augmented with continuous-variable (CV) squeezing ($n=1$) or weak temporal-mode entanglement ($n>1$) over a lossy channel to a receiver with homodyne detection capabilities, are known to carry information about the channel transmissivity. Assuming a subset of nodes in an optical network is capable of sending and receiving such probes through intermediate nodes with all-optical switching capabilities, we leverage these quantum probes to estimate link transmissivities. To determine how to route the probes in a network, we propose a probe construction algorithm that guarantees link identifiability, while maximizing the number of information orthogonal sets of transmissivities. A set of probes induces a Fisher information matrix (FIM). We then derive two metrics, the determinant of the FIM and the trace of its inverse, to evaluate the performance of the probes. In particular, our results can be used to characterize the quantum improvement in estimating link transmissivities in a general optical network.
• Abstract（参考訳）: ネットワークトモグラフィー(Network tomography)とは、エンドツーエンドのプローブから内部のネットワーク状態を推定するための推論技術である。 連続可変(CV)スキューズ(n=1$)または弱い時間モードエンタングルメント(n>1$)で強化されたコヒーレント状態パルスのブロックを、ホモダイン検出機能を持つ受信機に送信することで実現された量子プローブは、チャネル透過性に関する情報を運ぶことが知られている。 光ネットワーク内のノードのサブセットが、全光スイッチング機能を備えた中間ノードを介してそのようなプローブを送受信できると仮定すると、これらの量子プローブを利用してリンク透過率を推定する。 ネットワーク上でプローブをルーティングする方法を決定するために,情報の直交集合の数を最大化しながらリンク識別性を保証するプローブ構築アルゴリズムを提案する。 プローブの集合はフィッシャー情報行列(FIM)を誘導する。 次に、プローブの性能を評価するために、FIMの行列式とその逆のトレースの2つの指標を導出する。 特に、一般的な光ネットワークにおけるリンク透過率の推定における量子的改善を特徴付けることができる。

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