Optimoidut kvanttiverkot

Optimoidut kvanttiverkot

Aikaleima: 9. helmikuuta 2023 12
Lähdesolmu: 1950116

Jorge Miguel-Ramiro, Aleksanteri Pirkerja Wolfgang Dür

Institut für Theoretische Physik, Universität Innsbruck, Technikerstraße 21a, 6020 Innsbruck, Itävalta

Onko tämä artikkeli mielenkiintoinen vai haluatko keskustella? Scite tai jätä kommentti SciRate.

Abstrakti

Klassisten verkkojen topologia määräytyy solmujen välisten fyysisten linkkien avulla, ja verkkopyynnön jälkeen linkkejä käytetään haluttujen yhteyksien luomiseen. Kvanttiverkot tarjoavat mahdollisuuden luoda ennen verkkopyyntöjä erilaisia ​​kietouksia, jotka voivat korvata linkkejä ja mahdollistaa useiden verkkopyyntöjen täyttämisen samalla resurssitilalla. Käytämme tätä suunnitellaksemme sotkeutumispohjaisia ​​kvanttiverkkoja, jotka on räätälöity niiden halutun toiminnallisuuden mukaan, riippumatta taustalla olevasta fyysisestä rakenteesta. Tallennettava kietoutuminen valitaan siten, että se täyttää kaikki halutut verkkopyynnöt (ts. rinnakkainen kaksi- tai moniosainen viestintä tiettyjen solmujen välillä, jotka valitaan jostain äärellisestä joukosta), mutta siten, että tallennustarve on minimoitu. Tämä voidaan saavuttaa käyttämällä verkkosolmujen välillä jaettuja moniosaisia ​​kietoutuneita tiloja, jotka voidaan muuntaa paikallisilla toiminnoilla eri kohdetiloihin. Esittelemme klusterointialgoritmin, joka tunnistaa verkossa kytketyt klusterit tiettyä haluttua toimintoa varten, eli sotkeutumiseen perustuvan verkon vaadittua verkkotopologiaa, ja yhdistämisalgoritmin, joka rakentaa moniosaisia ​​kietoutuneita resurssitiloja, joilla on pienempi muistivaatimus kaikkien haluttujen verkkopyyntöjen täyttämiseksi. . Tämä vähentää merkittävästi tarvittavaa aikaa ja resursseja ja tarjoaa tehokkaan työkalun kvanttiverkkojen suunnitteluun, joka on ainutlaatuinen sotkeutumispohjaisille verkoille.

► BibTeX-tiedot

► Viitteet

[1] HJ Kimble, Nature 453, 1023 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature07127

[2] W. Kozlowski ja S. Wehner, Proceedings of the Sixth Annual ACM International Conference on Nanoscale Computing and Communication, 3, 1 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1145 / +3345312.3345497

[3] K. Azuma, S. Bäuml, T. Coopmans, D. Elkouss ja B. Li, AVS Quantum Science 3, 014101 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1116 / +5.0024062

[4] A. Pirker, J. Wallnöfer ja W. Dür, New J. Phys. 20, 053054 (2018).
https://doi.org/ 10.1088/1367-2630/aac2aa

[5] A. Pirker ja W. Dür, New J. Phys. 21, 033003 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ab05f7

[6] C. Meignant, D. Markham ja F. Grosshans, Phys. Rev. A 100, 052333 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.052333

[7] L. Gyongyosi ja S. Imre, Scientific Reports 9, 2219 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41598-019-38495-w

[8] J. Miguel-Ramiro ja W. Dür, New J. Phys. 22, 043011 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / ab784d

[9] CH Bennett, G. Brassard, C. Crépeau, R. Jozsa, A. Peres ja WK Wootters, Phys. Lett. 70, 1895 (1993).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.70.1895

[10] Z. Eldredge, M. Foss-Feig, JA Gross, SL Rolston ja AV Gorshkov, Phys. Rev. A 97, 042337 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.042337

[11] P. Sekatski, S. Wölk ja W. Dür, Phys. Rev. Research 2, 023052 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.023052

[12] JI Cirac, AK Ekert, SF Huelga ja C. Macchiavello, Phys. Rev. A 59, 4249 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.59.4249

[13] AS Cacciapuoti, M. Caleffi, F. Tafuri, FS Cataliotti, S. Gherardini ja G. Bianchi, IEEE Network 34, 137 (2020).
https://​/​doi.org/​10.1109/​mnet.001.1900092

[14] Y. Matsuzaki, SC Benjamin ja J. Fitzsimons, Phys. Rev. Lett. 104, 050501 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.104.050501

[15] R. Van Meter, J. Touch ja C. Horsman, Progress in Informatics 8, 65 (2011).
https://​/​doi.org/​10.2201/​niipi.2011.8.8

[16] M. Epping, H. Kampermann ja D. Bruß, New J. Phys. 18, 053036 (2016a).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​18/​5/​053036

[17] S. Wehner, D. Elkouss ja R. Hanson, Science 362, eaam9288 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aam9288

[18] S. Pirandola, Communications Physics 2, 51 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42005-019-0147-3

[19] AK Ekert, fyys. Tohtori Lett. 67, 661 (1991).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.67.661

[20] CH Bennett ja SJ Wiesner, Phys. Rev. Lett. 69, 2881 (1992).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.69.2881

[21] M. Hein, J. Eisert ja HJ Briegel, Phys. Rev. A 69, 062311 (2004a).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.69.062311

[22] M. Hein, W. Dür, J. Eisert, R. Raussendorf, M. Nest ja H. Briegel, julkaisussa Quantum Computers, Algorithms and Chaos, Proceedings of the International School of Physics “Enrico Fermi”, Voi. 162, Varenna, 2005, toimittaneet G. Casati, DL Shepelyansky, P. Zoller ja G. Benenti (IOS Press, Amsterdam 162, 10.3254/978-1-61499-018-5-115 (2006).
https:/​/​doi.org/​10.3254/​978-1-61499-018-5-115

[23] J. Miguel-Ramiro, A. Pirker ja W. Dür, npj Quantum Information 7, 135 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-021-00472-5

[24] F. Hahn, A. Pappa ja J. Eisert, npj Quantum Information 5, 76 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-019-0191-6

[25] A. Dahlberg ja S. Wehner, Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 376, 20170325 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rsta.2017.0325

[26] A. Dahlberg, J. Helsen ja S. Wehner, Quantum 4, 348 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-10-22-348

[27] JL Gross ja J. Yellen, Graph Theory and It Applications. (2. painos). Chapman ja Hall / CRC (2005).
https: / / doi.org/ 10.1201 / +9780429425134

[28] K. Das, Computers & Mathematics with Applications 48, 715 (2004).
https://​/​doi.org/​10.1016/​j.camwa.2004.05.005

[29] U. von Luxburg, Statistics and Computing 17, 395 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s11222-007-9033-z

[30] H.-J. Briegel, W. Dür, JI Cirac ja P. Zoller, Phys. Rev. Lett. 81, 5932 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.81.5932

[31] W. Dür, H.-J. Briegel, JI Cirac ja P. Zoller, Phys. Rev. A 59, 169 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.59.169

[32] R. Meter ja J. Touch, IEEE Communications Magazine 51, 64 (2013).
https://​/​doi.org/​10.1109/​mcom.2013.6576340

[33] R. Van Meter, T. Satoh, TD Ladd, WJ Munro ja K. Nemoto, Networking Science 3, 82 (2013).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s13119-013-0026-2

[34] S. Muralidharan, L. Li, J. Kim, N. Lütkenhaus, MD Lukin ja L. Jiang, Scientific reports 6, 20463 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1038 / srep20463

[35] S. Pirandola, R. Laurenza, C. Ottaviani ja L. Banchi, Nat. Commun. 8, 15043 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms15043

[36] M. Cuquet ja J. Calsamiglia, Phys. Rev. A 86, 042304 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.86.042304

[37] M. Epping, H. Kampermann ja D. Bruß, New J. Phys. 18, 103052 (2016b).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​18/​10/​103052

[38] S. Khatri, CT Matyas, AU Siddiqui ja JP Dowling, Phys. Rev. Research 1, 023032 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.1.023032

[39] M. Epping, H. Kampermann, C. macchiavello ja D. Bruß, New J. Phys. 19, 093012 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / aa8487

[40] E. Schoute, L. Mancinska, T. Islam, I. Kerenidis ja S. Wehner, arXiv preprint arXiv:1610.05238 (2016).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1907.11630
arXiv: 1610.05238

[41] L. Gyongyosi ja S. Imre, Scientific Reports 7, 14255 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41598-017-14394-w

[42] L. Gyongyosi ja S. Imre, Phys. Rev. A 98, 022310 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.022310

[43] M. Pant, H. Krovi, D. Towsley, L. Tassiulas, L. Jiang, P. Basu, D. Englund ja S. Guha, npj Quantum Information 5, 25 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-019-0139-x

[44] K. Chakraborty, A. Dahlberg, F. Rozpedek ja S. Wehner, esipainettu arXiv: 1907.11630 (2019).
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1907.11630

[45] A. Likas, N. Vlassis ja JJ Verbeek, Pattern Recognition 36, 451 (2003).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​s0031-3203(02)00060-2

[46] T. Satoh, K. Ishizaki, S. Nagayama ja R. Van Meter, Phys. Rev. A 93, 032302 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.93.032302

[47] G. Vardoyan, S. Guha, P. Nain ja D. Towsley, ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review 47, 27 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1145 / +3374888.3374899

[48] G. Vardoyan, S. Guha, P. Nain ja D. Towsley, Performance Evaluation 144, 102141 (2020).
https://doi.org/ 10.1016/j.peva.2020.102141

[49] T. Coopmans, R. Knegjens, A. Dahlberg, D. Maier, L. Nijsten, J. de Oliveira Filho, M. Papendrecht, J. Rabbie, F. Rozpędek, M. Skrzypczyk, L. Wubben, W. de Jong , D. Podareanu, A. Torres-Knoop, D. Elkouss ja S. Wehner, Communications Physics 4, 164 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s42005-021-00647-8

[50] J. Eisert ja HJ Briegel, Phys. Rev. A 64, 022306 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.64.022306

[51] M. Hein, J. Eisert ja HJ Briegel, Phys. Rev. A 69, 062311 (2004b).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.69.062311

Viitattu

[1] Maria Flors Mor-Ruiz ja Wolfgang Dür, "Noisy Stabilizer Formalism", arXiv: 2212.08677, (2022).

[2] Jessica Illiano, Marcello Caleffi, Antonio Manzalini ja Angela Sara Cacciapuoti, "Quantum Internet Protocol Stack: a Comprehensive Survey", arXiv: 2202.10894, (2022).

[3] Pritam Halder, Ratul Banerjee, Shiladitya Mal ja Aditi Sen De, "Manifestation of Rank-Tund Weak Measurements Towards Featured State Generation", arXiv: 2208.09317, (2022).

[4] Pritam Halder, Ratul Banerjee, Srijon Ghosh, Amit Kumar Pal ja Aditi SenDe, "Circulating genuine multiparty entanglement in a quantum network", Fyysinen arvio A 106 3, 032604 (2022).

Yllä olevat sitaatit ovat peräisin SAO: n ja NASA: n mainokset (viimeksi päivitetty onnistuneesti 2023-02-10 17:13:21). Lista voi olla puutteellinen, koska kaikki julkaisijat eivät tarjoa sopivia ja täydellisiä viittaustietoja.

On Crossrefin siteerattu palvelu tietoja teosten viittaamisesta ei löytynyt (viimeinen yritys 2023-02-10 17:13:19).

Tämä kirja on julkaistu Quantum - lehdessä Creative Commons Nimeäminen 4.0 Kansainvälinen (CC BY 4.0) lisenssin. Tekijänoikeudet säilyvät alkuperäisillä tekijänoikeuksien haltijoilla, kuten tekijöillä tai heidän instituutioillaan.

Aikaleima:

Lisää aiheesta Quantum Journal