2018 Fiscal Year Annual Research Report
Quantum Sockets: Programming Quantum Repeater Network Testbeds
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16H02812
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
Van・Meter Rodney 慶應義塾大学, 環境情報学部(藤沢), 准教授 (90458977)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 量子ネットワーク / 量子中継器 / 量子情報 / 量子通信 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
２０１８年度に、量子インターネットのエンジニアリングを推進した。
まず最初に、測定型量子計算を用いた量子ネットワークコーディングプロトコルの考案を行い、量子回路シミュレータを用いて性能を分析した。考案されたプロトコルと分析データは論文としてまとめた。
ルールベースアーキテクチャを用いた新しい通信手法の開発のため、シミュレータを開発した。量子ネットワークの目的は任意のノード間で共有される量子状態（distributed quantum state）を生成することである。その過程で、量子エンタングルメントスワッピングを用いて非隣接ノード間での量子状態の共有を行うか、ピュリフィケーションを通してエラーの排除を行うかなどの、意思決定を動的に行わなければいけない。
また、その意思決定は、量子メモリの寿命は非常に短いため、分散的に行わなければいけない。この問題はルールベースアーキテクチャを用いることで解決可能である。ネットワーク上で経路の確保後、コネクションを確立するためのルールの生成を行い、経路上のノードに送信する。
コネクションの確立をリカーシブ（再帰的）に行う手法を開発した。送信元からコネクション確立要求を送信し、経路上のノード情報（量子メモリサイズや品質など）を収集、それらの情報を元に宛先ノードが全てのルールの生成を行う。そして、確立要求に対する応答で、それぞれのルールを対応したノードに分配する。この手法の標準化に向けて、仕様書を作成し、再現可能なシミュレータを開発した。研究の第一段階として、隣接ノード間を繋ぐ量子チャンネルの状態を数値化するため、分散型量子トモグラフィ手法を開発し、シミュレータ上で実装して分析した。このアーキテクチャと評価についての論文は現在査読中である。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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