Convalida incrociata dei simulatori di reti quantistiche open source

Abstract degli autori

Presentiamo un’analisi comparativa di due simulatori di reti quantistiche open source, QuISP e SeQUeNCe, concentrandoci sulla convalida incrociata di attività di rete di base per garantire coerenza e accuratezza nei risultati delle simulazioni. Sebbene entrambi i simulatori siano progettati per studiare le politiche di gestione delle reti quantistiche e le loro dinamiche in presenza di modelli di rumore complessi, le diverse ipotesi su cui si basano possono portare a variazioni nei risultati delle simulazioni. Evidenziamo le discrepanze nel modo in cui i due simulatori gestiscono le connessioni, il tempo di elaborazione interno dei nodi di rete e la comunicazione classica, che determinano significative differenze quantitative e qualitative nel tempo necessario per svolgere attività di rete di base come la generazione, la purificazione e lo swapping dell’entanglement. Simuliamo scenari comuni ai due simulatori per confrontare sia la latenza della distribuzione delle risorse sia la fedeltà delle risorse distribuite. I nostri risultati indicano che, sebbene i simulatori differiscano nel tempo necessario a completare le attività di rete — una differenza di fattore costante riconducibile ai rispettivi modelli di connessione — concordano sulla fedeltà delle risorse distribuite a parità di parametri di errore. Questo lavoro rappresenta un primo passo fondamentale per migliorare l’affidabilità e la riproducibilità delle simulazioni di reti quantistiche, oltre che per arrivare allo sviluppo completo dei protocolli. Inoltre, la nostra metodologia di benchmarking definisce un insieme fondamentale di attività per la convalida incrociata dei simulatori impiegati nello studio delle reti quantistiche future.