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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2026-03-04 10:30 エンタングルメントの消費効率を考慮した量子ネットワークトポロジ設計法 ○飯田浩太・橘 拓至（福井大）  PN2025-65 |
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| 抄録 | （和） | 近年，複数の小規模量子コンピュータを量子ネットワークで接続する分散量子コンピューティングが注目されている．量子ネットワークでのqubit伝送には，スワッピングやピュリフィケーションといった操作が不可欠だが，これらはエンタングルメントの消費量を増大させる課題がある． 本稿では，物理ネットワーク上に量子ネットワークを構築するため，量子メモリの配置場所と配置量を決定するトポロジ設計法を提案する．提案法では，通信需要とメモリ制約下で全体のエンタングルメント消費数を最小化する問題を定式化し，遺伝的アルゴリズムを用いて求解する．また，距離依存の忠実度劣化モデルとして偏波モード分散（PMD）を考慮する． 数値例では，最大量子メモリ量やPMD係数がエンタングルメント消費数に与える影響を調査した．その結果，提案手法は比較手法よりも低い消費数で全需要を充足し，最大量子メモリ量制約が厳しい環境等においても有効であることを示した． |
| （英） | While the development of large-scale quantum computers is still in progress, distributed quantum computing, which interconnects multiple small-scale quantum computers via quantum networks, has attracted significant attention. In quantum networks, operations such as swapping and purification are essential for qubit transmission; however, they increase entanglement consumption and processing time. This paper proposes a quantum network topology design to determine the optimal placement and quantity of quantum memory on a physical network. The proposed method formulates a combinatorial optimization problem to minimize the total entanglement consumption across the network while considering communication demands and quantum memory constraints, solving it using a genetic algorithm. Furthermore, the link fidelity model incorporates polarization mode dispersion (PMD), which causes distance-dependent attenuation. Numerical examples investigate the impact of the maximum quantum memory capacity and PMD coefficients on entanglement consumption. The results demonstrate that the proposed method satisfies all communication demands with lower entanglement consumption than comparative methods, confirming its effectiveness even under strict quantum memory capacity constraints or environments with high PMD coefficients. |
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| キーワード | （和） | 量子ネットワーク / トポロジ設計 / リソース配置 / エンタングルメント消費数 / 遺伝的アルゴリズム / / / |
| （英） | Quantum network / Topology design / Resource allocation / Entanglement consumption / Genetic algorithm / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 125, no. 372, PN2025-65, pp. 117-122, 2026年3月. | |
| 資料番号 | PN2025-65 | |
| 発行日 | 2026-02-23 (PN) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | PN2025-65 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | PN |
| 開催期間 | 2026-03-02 - 2026-03-04 |
| 開催地（和） | 那覇商工会議所 ホール |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | フォトニックネットワーク関連技術，一般 |
| テーマ（英） | |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | PN |
| 会議コード | 2026-03-PN |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | エンタングルメントの消費効率を考慮した量子ネットワークトポロジ設計法 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Quantum Network Topology Design Considering Entanglement Consumption Efficiency |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 量子ネットワーク / Quantum network |
| キーワード(2)（和/英） | トポロジ設計 / Topology design |
| キーワード(3)（和/英） | リソース配置 / Resource allocation |
| キーワード(4)（和/英） | エンタングルメント消費数 / Entanglement consumption |
| キーワード(5)（和/英） | 遺伝的アルゴリズム / Genetic algorithm |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 飯田 浩太 / Kota Iida / イイダ コウタ |
| 第1著者 所属（和/英） | 福井大学 (略称： 福井大) University of Fukui (略称： Univ. Fukui) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 橘 拓至 / Takuji Tachibana / タチバナ タクジ |
| 第2著者 所属（和/英） | 福井大学 (略称： 福井大) University of Fukui (略称： Univ. Fukui) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2026-03-04 10:30:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | PN |
| 資料番号 | PN2025-65 |
| 巻番号（vol） | vol.125 |
| 号番号（no） | no.372 |
| ページ範囲 | pp.117-122 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2026-02-23 (PN) |
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