論文の概要: Enabling quantum communication in ultra-large-scale networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.08326v1
• Date: Sat, 06 Jun 2026 20:34:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-09 14:42:06.043126
• Title: Enabling quantum communication in ultra-large-scale networks
• Title（参考訳）: 超大規模ネットワークにおける量子通信の実現
• Authors: Filippo Radicchi,
• Abstract要約: 任意のトポロジを持つネットワークに量子通信プロトコルのファミリを適用することができることを示す。 実効的な量子通信が熱力学的限界に持続していることを解析的に証明する。 我々の発見は、Quantum Internetが超大規模成長を維持できる証拠となる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The recent development of small-scale quantum networks poses the question of whether such a technology could also operate at scale in the futuristic Quantum Internet. The question can be answered with a classical approach where an arbitrary quantum network is represented as a classical graph, and communication reliability is assessed using methods proper of network theory. Unfortunately, sufficient conditions for viable network-wide communication have been established only for special topologies like regular lattices. No practical communication protocols have been developed so far for real network topologies, if not for relatively small networks. Here, we overcome these limitations by devising a family of quantum communication protocols that can be applied to networks with arbitrary topology, composed of even hundreds of millions nodes. By performing a systematic analysis on both real and synthetic graphs, we show that the proposed protocols are sustainable on heterogeneous networks. For random scale-free graphs, we analytically prove that viable quantum communication persists in the thermodynamic limit. Our findings provide evidence that the Quantum Internet will be capable of sustaining a ultra-large-scale growth comparable to one already experienced by its classical predecessor.
• Abstract（参考訳）: 近年の小規模量子ネットワークの発展は、そのような技術が未来の量子インターネットでも大規模に運用できるかどうかという疑問を呈している。 この問題は、任意の量子ネットワークを古典的なグラフとして表現し、通信信頼性をネットワーク理論の適切な方法を用いて評価する古典的なアプローチで答えることができる。 残念ながら、ネットワークワイド通信を実現するための十分な条件は、正規格子のような特別なトポロジーに対してのみ確立されている。 実際のネットワークトポロジでは、比較的小さなネットワークでは、実用的な通信プロトコルが開発されていない。 ここでは、数億のノードからなる任意のトポロジを持つネットワークに適用可能な、量子通信プロトコルのファミリーを考案することで、これらの制限を克服する。 実グラフと合成グラフの両方を体系的に解析することにより、提案プロトコルは異種ネットワーク上で持続可能であることを示す。 ランダムなスケールのないグラフに対しては、実行可能な量子通信が熱力学の極限に留まることを解析的に証明する。 我々の発見は、Quantum Internetが、前任者が経験したような超大規模な成長を維持できるという証拠を提供する。

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