論文の概要: Centralizing Task-based Approach to Quantum Network Control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.03336v1
- Date: Tue, 05 May 2026 03:57:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-06 19:35:43.75093
- Title: Centralizing Task-based Approach to Quantum Network Control
- Title（参考訳）: タスクベースによる量子ネットワーク制御の集中化
- Authors: Alexander Pirker, Robert J. Hayek, Alexander Kolar, Igor Kadota, Joaquin Chung, Rajkumar Kettimuthu,
- Abstract要約: 階層アーキテクチャは、量子ネットワークに厳格な設計とタイミング制約を課します。
我々は、集中型コントローラを利用することで、リソース中心のタスクベースの量子ネットワーク制御アプローチをシミュレートする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 71.48385446560893
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: For the last decade, layered stacks have dominated the way of reasoning about architectures for quantum networks. However, layered architectures impose stringent design and timing constraints on quantum networks, adding additional latency to the time required to serve an entanglement generation request. Moreover, increasing delays from the layered approach to network control causes degradation of state, effectively minimizing achievable fidelities. In this work we simulate a resource-centric, task-based approach to quantum network control by utilizing a centralized controller. Using the SeQUeNCe quantum network simulator, we implement the centralized controller which tracks quantum memory availability across all nodes, and schedules objectives in an offline fashion using a priority-based scheduler. We evaluate the performance of this controller on multiple topologies (bottleneck, grid, star, caveman) of significant scale, with varying reservation patterns; thereby we demonstrate the viability of the resource-centric task-based quantum network control framework for scaling. Our simulation results show that the caveman and grid topologies have a higher fraction of delivered requests with low delay compared to the star topology, but with a higher fraction of highly delayed requests as well. Furthermore, we find a linear shift of the CDFs in terms of queue size for all topologies depending on the reservation delay. More interestingly, we conclude that the CDFs of priority queues for the star topology converge fast into saturation for increasing request arrival rates, demonstrating together with the other results that the framework is robust for high load scenarios in quantum networks.
- Abstract（参考訳）: 過去10年間、階層化されたスタックは、量子ネットワークのアーキテクチャに関する推論方法を支配してきました。
しかし、階層アーキテクチャは量子ネットワークに厳密な設計とタイミング制約を課し、絡み合い生成要求に応答するのに必要な時間にさらなる遅延を追加する。
さらに、階層化アプローチからネットワーク制御への遅延の増加は、状態の劣化を招き、達成可能な忠実度を効果的に最小化する。
本研究は,集中型コントローラを利用することで,資源中心のタスクベースの量子ネットワーク制御アプローチをシミュレートする。
SeQUeNCe量子ネットワークシミュレータを用いて、全ノードにわたる量子メモリの可用性をトラッキングする集中型コントローラを実装し、優先度ベースのスケジューラを用いて、目的をオフラインでスケジュールする。
本研究では,複数のトポロジ(ボトルネック,グリッド,スター,洞窟マン)における制御器の性能を,様々な予約パターンで評価する。
シミュレーションの結果、洞窟マンとグリッドトポロジは、恒星トポロジよりも低遅延で送達要求の比率が高いが、高い遅延要求の比率も高いことがわかった。
さらに,予約遅延に応じて,全トポロジの待ち行列サイズからCDFの線形シフトを求める。
より興味深いことに、スタートポロジの優先度待ち行列のCDFは、要求到着率の増加のために飽和状態に急速に収束し、他の結果とともに、このフレームワークが量子ネットワークの高負荷シナリオに対して堅牢であることを示す。
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