Kvantum összefonódással támogatott közeghozzáférés

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Imre Sándor
Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék

A dolgozatomban az elosztott hálózatok közeghozzáférési problémájával foglalkozom kvantumkommunikációs szemszögből.

A klasszikus esetben használt protokollok (pl. réselt ALOHA) esetén problémát jelent, hogy nem tudjuk a csatorna áteresztőképességét maximális kihasználni, mivel a csomópontok által küldött csomagok ütközhetnek egymással.

A kvantummechanikai jelenségeket kihasználó technológiák számos problémára kínálnak jobb megoldást, mint ami klasszikus számítástechnikai eszközzel elérhető. Dolgozatomban egy olyan eljárást ismertetek, amely a fent említett közeghozzáférési problémára kínál megoldást a kvantuminformatika eszközeit felhasználva.

Az ütközések elkerüléséhez a kvantum-összefonódás jelenségét használhatjuk fel. Minden felhasználó rendelkezik egy-egy saját kvantumbittel, melyek egymással speciálisan vannak összefonódva. Ha megmérik a tulajdonukban lévő kvantumbitet, akkor csak az egyik felhasználó fog |1>-et mérni, míg a többi biztosan |0>-t fog. Ráadásul minden körben minden felhasználó egyező valószínűséggel mérhet |1>-et, ha ehhez az állapothoz hozzárendeljük a csatornahasználat jogát, akkor minden csomópont ugyanakkora valószínűséggel adhat a csatornán és így elkerülhető az ütközés.

A megoldás egyik nehézségét egy új felhasználó csatlakozása jelenti. Elméleti úton levezethető, hogy abban az esetben, ha a csomópont úgy csatlakozik, hogy csak az egyik felhasználóval találkozik, akkor a csatornahasználat jogainak valószínűségei aszimmetrikussá válnak.

Ennek kiküszöbölésére egy kvantumkapu segítségével a csomópontok folyamatosan kiegyenlíthetik egymás között a valószínűségeiket.

A kiegyenlítődés vizsgálatára készítettem egy szimulációs környezetet, amivel különböző paraméterek (pl. a populáció nagysága, a populáció sűrűsége stb.) hatásait elemeztem.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.