Due to fundamental limitations on terrestrial quantum links, satellites have received considerable attention for their potential as entanglement generation sources in a global quantum internet. In this work, we focus on the problem of designing a constellation of satellites for such a quantum network. We find satellite inclination angles and satellite cluster allocations to achieve maximal entanglement generation rates to fixed sets of globally distributed ground stations. Exploring two black-box optimization frameworks: a Bayesian Optimization (BO) approach and a Genetic Algorithm (GA) approach, we find comparable results, indicating their effectiveness for this optimization task. While GA and BO often perform remarkably similar, BO often converges more efficiently, while later growth noted in GAs is indicative of less susceptibility towards local maxima. In either case, they offer substantial improvements over naive approaches that maximize coverage with respect to ground station placement.


翻译:由于地面量子链路存在根本性局限性,卫星作为全球量子互联网中纠缠态生成源的潜力已受到广泛关注。本研究聚焦于为此类量子网络设计卫星星座的问题。我们通过优化卫星倾角与卫星集群分配方案,实现了面向全球固定分布地面站的最大纠缠态生成速率。通过探索两种黑盒优化框架——贝叶斯优化方法与遗传算法方法,我们获得了具有可比性的优化结果,表明这两种方法对此类优化任务均具有效性。虽然遗传算法与贝叶斯优化通常表现极为相似,但贝叶斯优化往往收敛效率更高,而遗传算法后期表现出的增长趋势则表明其对局部最优解的敏感性较低。两种方法相较于仅针对地面站布局最大化覆盖率的朴素方法,均实现了显著性能提升。

0
下载
关闭预览

相关内容

《基于量子计算的问题优化》最新40页报告
专知会员服务
16+阅读 · 2月20日
《卫星星座任务规划新方法》
专知会员服务
20+阅读 · 2025年11月27日
《大型通信卫星星座的资源分配优化》316页
专知会员服务
40+阅读 · 2025年2月26日
专知会员服务
37+阅读 · 2021年9月12日
PlaNet 简介:用于强化学习的深度规划网络
谷歌开发者
13+阅读 · 2019年3月16日
AI如何帮助卫星遥感释放价值?
未来论坛
19+阅读 · 2018年8月8日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2月16日
VIP会员
最新内容
Palantir AIP平台:连接智能体与决策
专知会员服务
4+阅读 · 今天1:22
《美海军软件测试战略》90页slides
专知会员服务
6+阅读 · 今天1:00
面向具身智能与机器人仿真的三维生成:综述
专知会员服务
6+阅读 · 4月30日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员