論文の概要: A Distributed Switching Protocol for Quantum Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.07295v1
• Date: Fri, 08 May 2026 06:04:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-11 19:43:38.840938
• Title: A Distributed Switching Protocol for Quantum Networks
• Title（参考訳）: 量子ネットワークのための分散スイッチングプロトコル
• Authors: Aman Yacob Tekleab, Yifeng Shen, Yoshii Yutaro, Amin Taherkhani, Rodney Van Meter, Shota Nagayama,
• Abstract要約: フォトニック同期領域における未バッファのマルチドロップ量子ネットワークに対するスイッチングプロトコルを提案する。 2つの終端ノードは、最低経路コストで目標BSAノードを協調的に選択し、ネットワーク内の各パスを独立して予約する。 その結果,ネットワーク負荷が増大しても,安定した性能で高いリンク確立が達成された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.22166578153935787
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: With the advent of the construction and deployment of entanglement-based quantum networks, the efficient use of network resources will become a critical challenge for the scalable operation of such a system. Recently, architectures that incorporate memoryless optical switches have gained attention for forwarding entangled photons. By leveraging these architectures, costly resources such as high efficiency Bell State Analyzers (BSAs) can be shared across the network. Nevertheless, the introduction of switching substantially complicates the process of multiplexing and resource allocation compared to an individual link. In this work, we propose a switching protocol for unbuffered, multidrop quantum networks in a photonic synchronization domain that establishes a link between two end nodes using a shared BSA in the switched network. To achieve this, two end nodes cooperatively select the target BSA node with the lowest path cost and independently reserve each path within the network. Bi-path reservations are performed to allocate resources in a distributed manner. The proposed protocol is evaluated through simulation on Q-Fly network topologies under varying traffic conditions. The results demonstrate high link establishment success with stable performance even under increased network load. These capabilities which are driven by our proposed protocol are an essential way to realize large-scale, managed, and automated quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 絡み合いに基づく量子ネットワークの構築と展開の出現により、ネットワークリソースの効率的な利用は、そのようなシステムのスケーラブルな運用にとって重要な課題となる。 近年、メモリレス光スイッチを組み込んだアーキテクチャが、絡み合った光子の転送に注目を集めている。 これらのアーキテクチャを活用することで、Bell State Analyzers (BSA)のようなコストの高いリソースをネットワーク間で共有することができる。 それでも、切り替えの導入は、個々のリンクと比較して多重化とリソース割り当てのプロセスを大幅に複雑にする。 本研究では,スイッチングネットワークにおける共有BSAを用いた2つの終端ノード間のリンクを確立するフォトニック同期領域において,未バッファのマルチドロップ量子ネットワークのためのスイッチングプロトコルを提案する。 これを実現するために、2つの終端ノードは、最低経路コストで目標BSAノードを協調的に選択し、ネットワーク内の各パスを独立して予約する。 リソースを分散的に割り当てるバイパス予約を行う。 提案プロトコルは,様々な交通条件下でのQ-Flyネットワークトポロジのシミュレーションにより評価される。 その結果,ネットワーク負荷が増大しても,安定した性能で高いリンク確立が達成された。 提案プロトコルによって駆動されるこれらの機能は、大規模で管理され、自動化された量子ネットワークを実現する上で不可欠な方法である。

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