論文の概要: Sequential vs. Simultaneous Entanglement Swapping under Optimal Link-Layer Control

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.04047v1
• Date: Tue, 05 May 2026 17:59:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-06 19:35:44.079831
• Title: Sequential vs. Simultaneous Entanglement Swapping under Optimal Link-Layer Control
• Title（参考訳）: 最適リンク層制御における逐次対同時絡み合い
• Authors: Priyam Srivastava, Akshat R. Sabavat, Siddharth Jain, Alan Scheller-Wolf, Sridhar Tayur, David Tipper, Prashant Krishnamurthy, Amy Babay, Kaushik P. Seshadreesan,
• Abstract要約: 接続レスパケットスイッチング量子ネットワークアーキテクチャは、シーケンシャルエンタングルメントスワップを通じて、マルチホップパスにまたがる絡み合いを分散する。 固定鎖長$n = 4$で各リンクが固定強化学習ポリシーによって制御されることを示す。 シーケンススワップは、$T_cmathrmext/= 25$以下で終了し、$T_cmathrmext/= 50$でリカバリを開始する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8829359083448898
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Connection-less, packet-switched quantum network architectures distribute entanglement across multi-hop paths through sequential entanglement swapping, in which each node acts on purely local state information. The architectural advantages over the connection-oriented alternative -- simultaneous SWAP-ASAP -- are compelling, but sequential swapping holds partial chains in intermediate buffers between successive swaps, exposing them to memory decoherence in a way simultaneous SWAP-ASAP avoids by design. We present a proof-of-principle study at fixed chain length $n = 4$ in which each elementary link is governed by a fixed reinforcement-learning policy optimizing the secret-key rate of the six-state protocol, leaving the network-layer protocol as the sole independent variable. Sweeping the network-layer memory coherence time $T_c^{\mathrm{ext}}$ over four orders of magnitude reveals a clear regime structure governed by the dimensionless ratio $T_c^{\mathrm{ext}}/τ$, where $τ$ is the per-link entanglement heralding latency. Simultaneous SWAP-ASAP delivers a constant rate across the full sweep. Sequential swapping, by contrast, collapses to zero end-to-end deliveries below $T_c^{\mathrm{ext}}/τ= 25$, and begins recovering at $T_c^{\mathrm{ext}}/τ= 50$. It remains limited by the simultaneous rate, which it saturates only at the relaxed end of the sweep. These results suggest that the connection-less penalty is a near-term phenomenon tied to present-day memory coherence rather than a fundamental property of sequential swapping.
• Abstract（参考訳）: 接続レスパケットスイッチング量子ネットワークアーキテクチャは、各ノードが純粋にローカルな状態情報に作用するシーケンシャル・エンタングルメント・スワップを通じて、マルチホップ・パスにまたがる絡み合いを分散する。 接続指向の代替手段であるSWAP-ASAPのアーキテクチャ上の利点は魅力的だが、シーケンシャルスワップは、逐次スワップ間の中間バッファに部分的なチェーンを保持し、SWAP-ASAPが設計によって避けられるようにメモリデコヒーレンスに公開する。 固定鎖長$n = 4$において,基本リンクは6状態プロトコルの秘密鍵率を最適化し,ネットワーク層プロトコルを独立変数として残す固定強化学習ポリシーによって制御されることを示す。 ネットワーク層メモリコヒーレンス時間$T_c^{\mathrm{ext}}$を4桁以上スワイプすると、次元のない比$T_c^{\mathrm{ext}}/τ$で支配される明確な構造構造が明らかになる。 SWAP-ASAPは全スイープ全体にわたって一定レートで配信される。 対照的に、逐次スワップは、$T_c^{\mathrm{ext}}/τ= 25$以下でゼロのエンドツーエンドの配送に崩壊し、$T_c^{\mathrm{ext}}/τ= 50$で回復する。 同時に、スイープの緩やかな端でのみ飽和する。 これらの結果から,コネクションレスペナルティはシーケンシャルスワッピングの基本特性ではなく,現在のメモリコヒーレンスに結びついた短期現象であることが示唆された。

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