論文の概要: Syndrome-as-Header: A Quantum Label-Switching Architecture via Uncorrectable Error Injection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.14484v1
- Date: Thu, 16 Jul 2026 01:55:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-17 17:01:32.954123
- Title: Syndrome-as-Header: A Quantum Label-Switching Architecture via Uncorrectable Error Injection
- Title（参考訳）: シンドローム・アズ・ヒーダ: 修正不能なエラー注入による量子ラベルスイッチングアーキテクチャ
- Authors: IlKwon Sohn, Ju-Bong Kim, Kwangil Bae, Wooyeong Song, Wonhyuk Lee,
- Abstract要約: 量子ネットワークのスケーリングには、制御面のタイミングの不確実性を許容するパケット転送が必要である。
本稿では、符号化ペイロードのシンドローム構造にルーティングラベルを埋め込む量子ラベルスイッチングアーキテクチャであるシンドローム・アズ・ヘーダ(SAH)を提案する。
コアルータはシンドロームヘッダーを抽出し、修正可能な残チャネルエラーコンポーネントを抑圧し、論理ペイロードを計測または復号することなくラベルを交換する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Scaling quantum networks beyond point-to-point links requires packet forwarding that can tolerate control-plane timing uncertainty. Existing optical-burst switching (OBS) and quantum-wrapper-based packet switching (QW) rely on external classical headers whose jitter-prone processing must remain aligned with in-flight quantum payloads, creating guard-window or fiber-delay-line budget failures. This paper proposes Syndrome-as-Header (SAH), a quantum label-switching architecture that embeds routing labels into the syndrome structure of an encoded payload. The proposed scheme uses Uncorrectable Error Injection (UEI) to map flow labels to reference syndromes and builds a syndrome-space header codebook whose decoding regions remain distinguishable under correctable channel-induced syndrome deviations. Core routers extract the syndrome header, suppress the correctable residual channel-error component, and swap labels without measuring or decoding the logical payload. SAH supports FAST forwarding and VERIFICATION mode, the latter providing end-to-end consistency checking while retaining swappable labels. In NSFNet timing benchmarks with common per-hop quantum error correction (QEC), SAH eliminates the external-header/payload alignment condition, so timing uncertainty appears as memory residence and delivered latency rather than alignment-budget drops. With a $T_2$-based memory-residence penalty, the advantage depends on router memory coherence; for sufficiently long coherence, SAH maintains higher acceptance and throughput than OBS+QEC and QW+QEC under high jitter.
- Abstract（参考訳）: 点対点リンクを超えて量子ネットワークをスケーリングするには、制御面のタイミングの不確実性に耐えられるパケット転送が必要である。
既存の光バーストスイッチング(OBS)と量子ラッパーベースのパケットスイッチング(QW)は、ジッタプロン処理を飛行中の量子ペイロードと整合させなければならない外部の古典的ヘッダに依存しており、ガードウインドウやファイバレイラインの予算失敗を発生させる。
本稿では、符号化ペイロードのシンドローム構造にルーティングラベルを埋め込む量子ラベルスイッチングアーキテクチャであるシンドローム・アズ・ヘーダ(SAH)を提案する。
提案手法では, フローラベルを参照シンドロームにマッピングするために, Uncorrectable Error Injection (UEI) を用い, デコード領域が修正可能なチャネル誘発症候群の偏差の下で識別可能なシンドローム空間ヘッダーコードブックを構築した。
コアルータはシンドロームヘッダーを抽出し、修正可能な残チャネルエラーコンポーネントを抑圧し、論理ペイロードを計測または復号することなくラベルを交換する。
SAHはFAST転送と検証モードをサポートし、後者は交換可能なラベルを保持しながらエンドツーエンドの一貫性チェックを提供する。
NSFNetの一般的な量子エラー補正(QEC)によるタイミングベンチマークでは、SAHは外部ヘッダ/ペイロードアライメント条件を排除しているため、時間不確実性はアライメント予算のドロップよりもメモリ常駐や配信遅延として現れる。
十分な長いコヒーレンスでは、SAHはOBS+QECやQW+QECよりも高い受け入れとスループットを維持している。
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