Collaborative Research: CNS Core: Medium: Design and Analysis of Quantum Networks for Entanglement Distribution
合作研究: CNS 核心:媒介:纠缠分布的量子网络设计与分析
基本信息
- 批准号:1955834
- 负责人:
- 金额:$ 40万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-10-01 至 2024-09-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Recent advances in quantum information processing like quantum key distribution (QKD) are already in deployment ensuring secure end-to-end communication. This is especially important today, because of the risk posed by quantum computing to current Internet-based encryption technology such as RSA. At the same time there is a multitude of emerging quantum information based technologies with a high promise of revolutionizing their respective areas of application. These include ultra-high-precision distributed sensing with applications to metrology and science discovery (e.g., LIGO), much higher-rate deep space optical communications than possible with conventional systems, and polynomial speedups on search with implications to big data. Most of these applications are enabled by high-rate distributed shared quantum entanglement between pairs and groups of users. The goal of this project is to develop a distributed infrastructure in the form of a quantum network to enable reliable, large scale quantum entanglement distribution. Progress in that direction will catalyze quantum computing advances in the same way the Internet boosted computing to conquer most aspects of contemporary economy and society.The goal of the project is the fully-informed study of the design and operation of quantum networks combining physical-layer device noise models with the ground-up development of higher-layer network protocols. It aspires to bridge the intellectual gap between the quantum information and physics communities who are the ones primarily involved in developing quantum communication protocols, and the networking community who have decades of experience in the design and analysis of practical computer and communication networks. The proposed research will both: (a) inform device needs and specifications pushed down by network application requirements; and (b) help develop network routing and resource allocation protocols optimized for device quality metrics, such as quantum memory coherence times and detector excess noise. The project will culminate in the development of new tools and algorithms for a completely new family of networking protocols for a problem set up and resource constraints that have no immediate classical analogues.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
量子信息处理方面的最新进展,如量子密钥分发 (QKD) 已经投入部署,确保安全的端到端通信。这在今天尤其重要,因为量子计算对当前基于互联网的加密技术(例如 RSA)构成了风险。与此同时,大量新兴的基于量子信息的技术有望彻底改变各自的应用领域。其中包括应用于计量和科学发现的超高精度分布式传感(例如 LIGO)、比传统系统速率高得多的深空光通信,以及对大数据有影响的多项式搜索加速。大多数这些应用程序都是通过用户对和用户组之间的高速分布式共享量子纠缠来实现的。该项目的目标是开发量子网络形式的分布式基础设施,以实现可靠的大规模量子纠缠分布。这个方向的进展将促进量子计算的进步,就像互联网推动计算征服当代经济和社会的大多数方面一样。该项目的目标是对结合物理层的量子网络的设计和操作进行全面的研究。设备噪声模型与高层网络协议的基础开发。它致力于弥合主要参与开发量子通信协议的量子信息和物理界与在实际计算机和通信网络的设计和分析方面拥有数十年经验的网络界之间的智力差距。拟议的研究将:(a)告知网络应用要求所推动的设备需求和规格; (b) 帮助开发针对设备质量指标(例如量子存储器相干时间和探测器过量噪声)进行优化的网络路由和资源分配协议。该项目最终将为全新的网络协议系列开发新的工具和算法,以解决没有直接经典类似物的问题设置和资源限制。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过评估被认为值得支持利用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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Saikat Guha其他文献
Lower bounds on bipartite entanglement in noisy graph states
噪声图状态下二分纠缠的下界
- DOI:
- 发表时间:
2024 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
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Saikat Guha
Distribution of entanglement in two-dimensional square grid network
二维方格网络中纠缠的分布
- DOI:
10.1109/qce57702.2023.00130 - 发表时间:
2023 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Eneet Kaur;Saikat Guha - 通讯作者:
Saikat Guha
Maximizing Entanglement Rates via Efficient Memory Management in Flexible Quantum Switches
通过灵活量子开关中的高效内存管理最大化纠缠率
- DOI:
10.1109/jsac.2024.3380097 - 发表时间:
2024 - 期刊:
- 影响因子:16.4
- 作者:
Panagiotis Promponas;Víctor Valls;Saikat Guha;L. Tassiulas - 通讯作者:
L. Tassiulas
Spread Photon Transceiver for Quantum Secure Communications
用于量子安全通信的扩展光子收发器
- DOI:
10.1109/milcom58377.2023.10356367 - 发表时间:
2023 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Wesley Webb;Michael S. Bullock;Samuel H. Knarr;Timothy C. Burt;Jim A. Drakes;Saikat Guha;Boulat A. Bash;Victor G. Bucklew - 通讯作者:
Victor G. Bucklew
Clifford Manipulations of Stabilizer States: A graphical rule book for Clifford unitaries and measurements on cluster states, and application to photonic quantum computing
Clifford Manipulations of Stabilizer States:Clifford酉和簇状态测量的图形规则手册,以及在光子量子计算中的应用
- DOI:
- 发表时间:
2023 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Ashlesha Patil;Saikat Guha - 通讯作者:
Saikat Guha
Saikat Guha的其他文献
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{{ truncateString('Saikat Guha', 18)}}的其他基金
NSF Engineering Research Center for Quantum Networks (CQN)
NSF 量子网络工程研究中心 (CQN)
- 批准号:
1941583 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 40万 - 项目类别:
Cooperative Agreement
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1842559 - 财政年份:2018
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$ 40万 - 项目类别:
Standard Grant
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规划资助:光子量子网络工程研究中心(PQN)
- 批准号:
1840389 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 40万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
染色质重塑因子CHD3调控中枢神经系统少突胶质细胞发育的机制研究
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基于人体镜像中枢神经系统和信任度的假肢互适应机制研究
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- 批准号:82304006
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
体细胞突变诱导的壁细胞缺陷在中枢神经系统血管畸形出血中的作用机制及干预研究
- 批准号:82330038
- 批准年份:2023
- 资助金额:220 万元
- 项目类别:重点项目
S100A9作为万古霉素儿童中枢神经系统抗感染个体化治疗预测因子的机制研究和量效分析
- 批准号:82304631
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Collaborative Research: CNS Core: Medium: Reconfigurable Kernel Datapaths with Adaptive Optimizations
协作研究:CNS 核心:中:具有自适应优化的可重构内核数据路径
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2345339 - 财政年份:2023
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Collaborative Research: CNS Core: Small: A Compilation System for Mapping Deep Learning Models to Tensorized Instructions (DELITE)
合作研究:CNS Core:Small:将深度学习模型映射到张量化指令的编译系统(DELITE)
- 批准号:
2230945 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 40万 - 项目类别:
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Collaborative Research: NSF-AoF: CNS Core: Small: Towards Scalable and Al-based Solutions for Beyond-5G Radio Access Networks
合作研究:NSF-AoF:CNS 核心:小型:面向超 5G 无线接入网络的可扩展和基于人工智能的解决方案
- 批准号:
2225578 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 40万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: CNS Core: Medium: Movement of Computation and Data in Splitkernel-disaggregated, Data-intensive Systems
合作研究:CNS 核心:媒介:Splitkernel 分解的数据密集型系统中的计算和数据移动
- 批准号:
2406598 - 财政年份:2023
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$ 40万 - 项目类别:
Continuing Grant
Collaborative Research: CNS Core: Small: SmartSight: an AI-Based Computing Platform to Assist Blind and Visually Impaired People
合作研究:中枢神经系统核心:小型:SmartSight:基于人工智能的计算平台,帮助盲人和视障人士
- 批准号:
2418188 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 40万 - 项目类别:
Standard Grant