論文の概要: Designing a Satellite Serviced Quantum Network Backbone for Concurrent Global Connectivity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.02164v1
• Date: Mon, 04 May 2026 02:46:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-05 20:33:50.112461
• Title: Designing a Satellite Serviced Quantum Network Backbone for Concurrent Global Connectivity
• Title（参考訳）: コンカレントグローバル接続のための衛星サービス量子ネットワークバックボーンの設計
• Authors: Prateek Mantri, Stav Haldar, Albert Williams, Don Towsley,
• Abstract要約: 本稿では,衛星サービス型量子バックボーンの設計について検討する。 幅広いパラメータを網羅して、3つの主要なアーキテクチャ効果を識別する。 衛星高度は、可視性-ロストレードオフを形作る主要な物理的レバーである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.361560721370597
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Satellite-serviced quantum networks pose an architectural problem distinct from classical satellite networking: because entanglement cannot be copied, and long-lived buffering is technologically constrained for near-term devices, useful end-to-end service requires fixed optical ground infrastructure and simultaneous multi-hop path availability. We investigate the design of a satellite-serviced quantum backbone aimed at supporting concurrent global connectivity across a traffic matrix of major population and financial centers under finite waiting-time constraints. Using a discrete-time simulator, we evaluate performance using two architecture-level metrics: (i) time-to-connectivity, and (ii) latency-conditioned average active-link strength. Across a broad parameter sweep, we identify three dominant architectural effects. First, anisotropic ground-station lattices reduce time-to-connectivity relative to longitudinally collapsed and isotropic baselines by aligning ground infrastructure with latitude-dependent satellite access. Second, multi-inclination LEO constellations reduce waiting times for strong connectivity compared to single-inclination constellations at fixed satellite budgets by providing additional visibility for a diverse latitude set. Third, multi-party satellite service policies alleviate per-satellite concurrency bottlenecks and substantially reduce time-to-connectivity at stringent traffic-matrix thresholds. We further show that satellite altitude is the dominant physical lever shaping the visibility--loss trade-off, strongly affecting both connectivity latency and achievable link strength, while orbital plane count and satellite packing provide secondary refinements at fixed altitude. Together, these results delineate the architectural conditions required for scalable, concurrent entanglement connectivity in satellite-serviced quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 衛星サービス型量子ネットワークは、従来の衛星ネットワークとは異なるアーキテクチャ上の問題を引き起こす: 絡み合いはコピーできず、長期間のバッファリングは、短期的なデバイスでは技術的に制限されているため、有用なエンドツーエンドサービスには、固定された光学地上インフラと同時マルチホップパスの可用性が必要である。 本研究では、大人口の交通行列と金融センターの同時接続をサポートするための衛星サービス型量子バックボーンの設計について、限られた待ち時間制約の下で検討する。 離散時間シミュレータを用いて、2つのアーキテクチャレベルのメトリクスを用いて性能を評価する。 (i)時間から接続性、及び (II)遅延条件平均アクティブリンク強度。 幅広いパラメータを網羅して、3つの主要なアーキテクチャ効果を識別する。 第1に、異方性地上局格子は、地上インフラと緯度に依存した衛星アクセスを整列させることにより、縦崩壊および等方性ベースラインに対する時間-接続性を低下させる。 第2に、多重傾斜型LEO星座は、固定衛星予算での単一傾斜型星座と比較して強い接続の待ち時間を減少させる。 第3のマルチパーティ衛星サービスポリシは、サテライト毎の並行性ボトルネックを緩和し、厳密なトラフィック行列しきい値における時間-接続性を著しく低減する。 さらに、衛星高度が可視性-ロストレードオフを形作る主要な物理レバーであることを示し、接続遅延と達成可能なリンク強度の両方に強く影響を与え、一方、軌道平面数と衛星パッキングは、固定された高度で二次的な改善を提供する。 これらの結果は、衛星サービス量子ネットワークにおけるスケーラブルで並列な絡み合い接続に必要なアーキテクチャ条件を概説する。

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