Quantum communication can enhance internet technology by enabling novel applications that are provably impossible classically. The successful execution of such applications relies on the generation of quantum entanglement between different users of the network which meets stringent performance requirements. Alongside traditional metrics such as throughput and jitter, one must ensure the generated entanglement is of sufficiently high quality. Meeting such performance requirements demands a careful orchestration of many devices in the network, giving rise to a fundamentally new scheduling problem. Furthermore, technological limitations of near-term quantum devices impose significant constraints on scheduling methods hoping to meet performance requirements. In this work, we propose the first end-to-end design of a centralized quantum network with multiple users that orchestrates the delivery of entanglement which meets quality-of-service (QoS) requirements of applications. We achieve this by using a centrally constructed schedule that manages usage of devices and ensures the coordinated execution of different quantum operations throughout the network. We use periodic task scheduling and resource-constrained project scheduling techniques, including a novel heuristic, to construct the schedules. Our simulations of four small networks using hardware-validated network parameters, and of a real-world fiber topology using futuristic parameters, illustrate trade-offs between traditional and quantum performance metrics.


翻译:量子通信能够增强互联网技术,使新应用在传统上是不可能实现的。这类应用的成功实施取决于网络不同用户之间产生量子纠缠,满足严格的性能要求。除了诸如吞吐和急促等传统指标外,还必须确保产生的纠缠具有足够高的质量。满足这种性能要求需要对网络中许多设备进行仔细的调控,从而产生一个全新的时间安排问题。此外,近期量子装置的技术限制对排期方法施加了重大限制,希望达到绩效要求。在这项工作中,我们提议与多个用户一道设计一个中央量子网络的端到端设计,以协调提供符合应用质量要求的服务缠绕(QOS)的集成网络。我们通过使用中央构建的时间表,管理设备的使用,确保在整个网络中协调执行不同的量子操作。我们使用定期任务排期和资源紧张的项目排期技术,包括新型的超音量项目排期技术来构建时间表。我们用硬性能网络参数对四个小型网络进行模拟,同时使用真实性能参数和标准性能标准世界的顶级标准进行模拟。

0
下载
关闭预览

相关内容

神经常微分方程教程,50页ppt,A brief tutorial on Neural ODEs
专知会员服务
70+阅读 · 2020年8月2日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
106+阅读 · 2020年5月15日
【ICLR-2020】网络反卷积,NETWORK DECONVOLUTION
专知会员服务
37+阅读 · 2020年2月21日
CCF推荐 | 国际会议信息10条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年5月27日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
11+阅读 · 2019年5月6日
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
计算机类 | SIGMETRICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
9+阅读 · 2018年10月23日
【计算机类】期刊专刊/国际会议截稿信息6条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年10月13日
【推荐】基于TVM工具链的深度学习编译器 NNVM compiler发布
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年10月7日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Arxiv
0+阅读 · 2022年1月31日
Arxiv
2+阅读 · 2022年1月27日
VIP会员
相关VIP内容
神经常微分方程教程,50页ppt,A brief tutorial on Neural ODEs
专知会员服务
70+阅读 · 2020年8月2日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
106+阅读 · 2020年5月15日
【ICLR-2020】网络反卷积,NETWORK DECONVOLUTION
专知会员服务
37+阅读 · 2020年2月21日
相关资讯
CCF推荐 | 国际会议信息10条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年5月27日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
11+阅读 · 2019年5月6日
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
计算机类 | SIGMETRICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
9+阅读 · 2018年10月23日
【计算机类】期刊专刊/国际会议截稿信息6条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年10月13日
【推荐】基于TVM工具链的深度学习编译器 NNVM compiler发布
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年10月7日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员