Daily Arxiv

Esta página recopila y organiza artículos sobre inteligencia artificial publicados en todo el mundo.
La información aquí presentada se resume utilizando Google Gemini y el sitio se gestiona sin fines de lucro.
Los derechos de autor de los artículos pertenecen a sus autores y a las instituciones correspondientes; al compartir el contenido, basta con citar la fuente.

Aprendizaje robusto de políticas de estados de creencias para el enrutamiento de redes cuánticas en condiciones de decoherencia y variación temporal

Created by
  • Haebom

Autor

Amirhossein Taherpour, Abbas Taherpour, Tamer Khattab

Describir

Este artículo presenta una técnica de enrutamiento de redes cuánticas basada en el marco del Proceso de Decisión de Markov Parcialmente Observable (POMDP). Combina la planificación de estados de creencias con redes neuronales de grafos (GNN) para abordar los desafíos de observabilidad parcial, decoherencia y escalabilidad en sistemas cuánticos dinámicos. La dinámica compleja de las redes cuánticas, incluyendo la descomposición del entrelazamiento y el ruido de canal variable en el tiempo, se codifica en un espacio de características de baja dimensión, lo que permite actualizaciones eficientes de creencias y un aprendizaje escalable de políticas. Los elementos clave incluyen una arquitectura híbrida GNN-POMDP que aprende políticas de enrutamiento mediante el procesamiento de la representación gráfica de los enlaces entrelazados, y un mecanismo de adaptación al ruido que fusiona las actualizaciones de creencias de POMDP con las salidas de GNN para una toma de decisiones robusta. Se proporciona un análisis teórico para garantizar la convergencia de creencias, la mejora de las políticas y la robustez al ruido. Los experimentos en redes cuánticas simuladas con hasta 100 nodos demuestran que la técnica propuesta mejora significativamente la fidelidad de enrutamiento y la propagación del entrelazamiento en comparación con las líneas de base de última generación, particularmente en condiciones de alta decoherencia y no estacionarias.

Takeaways, Limitations

Takeaways:
Presentamos un marco de enrutamiento de red cuántica que aborda eficazmente problemas de observabilidad parcial, decoherencia y escalabilidad.
Modelado eficiente de la dinámica de redes cuánticas complejas a través de una arquitectura híbrida de GNN y POMDP.
Toma de decisiones robusta mediante mecanismos de adaptación al ruido.
Mejora del rendimiento sobre los métodos existentes confirmada en simulaciones con hasta 100 nodos.
Limitations:
Estos son resultados del entorno de simulación actual y se requiere verificación del rendimiento en un entorno de red cuántica real.
Se necesita una evaluación de escalabilidad para redes cuánticas de gran escala con más de 100 nodos.
Limitaciones de la evaluación del rendimiento para ciertos tipos de redes cuánticas y modelos de ruido.
Se necesitan más investigaciones sobre la generalización y las limitaciones del análisis teórico.
👍