Description
Date depot: 13 septembre 2021
Titre: Dynamic Routing through a network of quantume repeaters
Directeur de thèse:
Anastasios GIOVANIDIS (LIP6)
Encadrant :
Frédéric GROSSHANS (LIP6)
Domaine scientifique: Sciences et technologies de l'information et de la communication
Thématique CNRS : Systèmes et réseaux
Resumé: The thesis will study quantum networks, necessary to achieve the promises of
quantum communications. The aim is to study and optimise the simultaneous routing of multiple bipartite entangled links in quantum networks, based on first generation quantum repeaters, combining quantum information technology advances with classical network theory. To overcome the challenge of long distance entanglement the networks are assumed to use first generation quantum repeaters which combine quantum memory and entanglement swapping. Switches will be placed on network nodes, that are equipped with quantum memories to locally store unserved qubit pairs. A quantum network should provide service to multiple origin-destination pairs simultaneously. The thesis should analyse static and dynamic quantum routing for arbitrary topologies. Elements from optimisation and Markov probabilistic modelling should be incorporated in the analytical part. The role of memory, and n-qubit entanglement in general should be investigated, as well as the role of local information availability. Outcomes of the thesis can be the suggestion of realistic protocols with performance guarantees and possible validation through simulation or even experiment.
Résumé dans une autre langue: La thèse à le bout d'étudier les réseaux quantiques, nécessaires pour réaliser les promesses de un internet quantique. L'objectif est d'étudier et d'optimiser le routage simultané de plusieurs liens intriqués bipartites dans les réseaux quantiques, basés sur des répéteurs quantiques de première génération, combinant les avancées de la technologie de l'information quantique avec la théorie classique des réseaux. Pour surmonter le défi de l'intrication à longue distance, les réseaux sont supposés d'utiliser des répéteurs quantiques de première génération qui combinent la mémoire quantique et l'échange d'intrication. Des commutateurs seront placés sur des nœuds de réseau, qui sont équipés de mémoires quantiques pour stocker localement des paires de qubits non desservies. Un réseau quantique doit fournir un service à plusieurs paires origine-destination simultanément. La thèse devrait analyser le routage quantique statique et dynamique pour des topologies arbitraires. Des éléments d'optimisation et de modélisation probabiliste de Markov doivent être intégrés dans la partie analytique. Le rôle de la mémoire et de l'intrication n-qubit en général devrait être étudié, ainsi que le rôle de la disponibilité de l'information locale. Les résultats de la thèse peuvent être la suggestion de protocoles réalistes avec des garanties de performance et une validation possible par simulation ou même expérimentation.
Doctorant.e: Fittipaldi Paolo