論文の概要: Exact Resource Laws for Passive Wavelength Routing in Entanglement Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.29911v1
- Date: Sun, 30 Aug 2026 17:12:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-01 18:31:31.11309
- Title: Exact Resource Laws for Passive Wavelength Routing in Entanglement Networks
- Title（参考訳）: 絡み合いネットワークにおけるパッシブ波長ルーティングの厳格な資源法則
- Abstract要約: 絡み合いに基づくネットワークは、スペクトル相関光子対を受動的にルーティングすることで、量子通信のためのスケーラブルなフレームワークを提供する。
ネットワークの接続グラフを通してこの問題に対処し、そこでは波長割当が資源最適化問題となる。
連続波励起ブロードバンド源に対するBBM92量子鍵分布(QKD)の秘密鍵レート解析を定式化する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Entanglement-based networks provide a scalable framework for multiuser quantum communication by passively routing spectrally correlated photon pairs across interconnected nodes. Several wavelength-allocation schemes have been demonstrated experimentally, but these designs do not yet give a general way to determine how spectral use, receiver load, repeated connections, and fan-out constrain one another. We address this problem through the network's connectivity graph, where the wavelength assignment becomes a resource-optimization problem. For one-sided fan-out, assigning each link to a center and grouping links with the same center gives an exact optimization for arbitrary networks and fan-out limits. We solve this for complete networks and for complete networks in which every user has one excluded partner. Allowing both conjugate wavelengths to fan out changes the resource landscape: a balanced binary hierarchy attains the minimum spectral-layer count for a complete network while reducing the maximum receiver load to logarithmic in the number of users. An eight-user complete network then makes explicit the competing roles of spectral efficiency, receiver load, redundancy, and fan-out. We include the passive-splitter loss and the dependence of the key rate on the delivered pair flux to determine the minimum total pair-generation rate required to meet the prescribed targets. Finally, we formulate the corresponding BBM92 quantum key distribution (QKD) secret-key-rate analysis for a continuous-wave-pumped broadband source, with true and accidental coincidences evaluated between detector channels at the two endpoint users and relative layer pair-generation rates fixed by the source spectrum. This framework, therefore, provides a direct route from exact network resource laws to the design and comparison of passive entanglement architectures under experimentally specified hardware constraints.
- Abstract（参考訳）: 絡み合いベースのネットワークは、相互接続されたノード間でスペクトル的に相関した光子対を受動的にルーティングすることで、マルチユーザ量子通信のためのスケーラブルなフレームワークを提供する。
いくつかの波長割当方式が実験的に実証されているが、これらの設計はスペクトルの使用方法、受信機負荷、繰り返し接続、ファンアウト制約などの一般的な方法を提供していない。
ネットワークの接続グラフを通じてこの問題に対処し、そこでは波長割当が資源最適化問題となる。
ワンサイドのファンアウトでは、各リンクを中央に割り当て、同じ中央にリンクをグループ化することで、任意のネットワークとファンアウト制限を正確に最適化することができる。
我々はこれを、完全なネットワークと、すべてのユーザーが1つのパートナーを除外した完全なネットワークのために解決する。
バランスの取れたバイナリ階層は、完全なネットワークに対して最小のスペクトル層数を達成すると同時に、ユーザ数の最大受信負荷を対数に削減します。
8ユーザ完全なネットワークは、スペクトル効率、受信負荷、冗長性、ファンアウトといった競合する役割を明示する。
我々は、所定の目標を満たすために必要な最小対生成率を決定するために、パッシブスプリッター損失と、配送されたペアフラックスに対するキーレートの依存性を含める。
最後に、連続波励起ブロードバンド源に対する対応するBBM92量子鍵分布(QKD)シークレットキーレート解析を定式化し、2つの終端ユーザの検出器チャネルと、ソーススペクトルによって固定された相対層対生成率との間に真と偶然の一致を評価した。
したがって、このフレームワークは、正確なネットワークリソース法則から、実験的に指定されたハードウェア制約の下での受動的絡み合いアーキテクチャの設計と比較への直接的な経路を提供する。
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