論文の概要: One-shot Routing in Quantum Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.29752v1
• Date: Thu, 24 Sep 2026 13:03:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-25 21:10:09.941483
• Title: One-shot Routing in Quantum Networks
• Title（参考訳）: 量子ネットワークにおけるワンショットルーティング
• Abstract要約: ヘテロジニアス・ワーナー状態リンクに対するこのワンショットルーティング問題を定式化する。 ネットワーク全体において,一般的な清浄スワップ順序付けが最適ではないことを示す。 我々は、最も高い忠実度パスからマージし、エンドツーエンドの忠実度を高めるデトゥールであるFidelity-Local Detours(FOLD)を紹介した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.1265508848093195
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Distributed quantum computation requires many entangled pairs to be available simultaneously, so routing must optimize fidelity from a fixed, short-lived set of network resources rather than the rate of pairs accumulated over time. We formulate this one-shot routing problem for heterogeneous Werner-state links and jointly optimize path selection and the schedule of entanglement swapping and distillation. We show that the common purify-then-swap ordering is not optimal network-wide and that exact schedule enumeration requires $m^{Θ(m)}$ time. We introduce Fidelity-Optimizing Local Detours (FOLD), a heuristic that starts from the highest-fidelity path and merges a detour only when distillation improves on both routes and raises end-to-end fidelity. FOLD runs in polynomial time, recovers almost all of the optimal fidelity on tractable instances, and is four orders of magnitude faster than exact optimization at circuit rank $5$. On the Internet topologies where any strategy improves on shortest-path routing, FOLD achieves the highest mean end-to-end fidelity among the polynomial baselines. We further extend the formulation to links whose fidelities are known only as distributions, where uncertainty, rather than the effort spent routing, limits the fidelity delivered. Through an example of requests competing for the same links, we show that coordination becomes a condition for feasibility, and that a shared path budget controls the fidelity trade-off between them.
• Abstract（参考訳）: 分散量子計算では、多くの絡み合ったペアを同時に利用する必要があるため、ルーティングは時間とともに蓄積されるペアの速度よりも、固定された短命なネットワークリソースの集合からの忠実度を最適化する必要がある。 ヘテロジニアスワーナー状態リンクに対するこのワンショットルーティング問題を定式化し、経路選択と絡み合わせと蒸留のスケジュールを共同で最適化する。 一般的な純正スワップ順序付けはネットワーク全体において最適ではなく、正確なスケジュール列挙にはm^{*(m)}$時間が必要であることを示す。 蒸留が両ルートで改善され,エンドツーエンドの忠実度を高める場合にのみ,最も高い忠実度パスから始まるヒューリスティックなローカルデトゥール(FOLD)を導入し,デトゥールをマージする。 FOLDは多項式時間で動作し、トラクタブルインスタンス上での最適忠実度をほぼすべて回復し、回路ランク5$の正確な最適化よりも4桁高速である。 最短経路ルーティングの戦略が向上するインターネットトポロジでは、FOLDは多項式ベースラインの中で最高平均終端忠実度を達成する。 さらに、ルーティングに費やした労力ではなく、不確実性によって配信されるフィリティが制限されるような分布としてのみ知られているリンクに定式化を拡張します。 同じリンクを競合する要求の例を通して、調整が実現可能性の条件となり、共有パス予算がそれらの間の不確実性トレードオフを制御することを示す。

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