Título: Caracterização da Internet Quântica Usando Modelos de Redes Complexas
Título alternativo: Characterizing Quantum Internet Using Complex Network Models
Autoria de: Otávio José de Rezende Silveira
Orientação de: Angelica Sousa da Mata
Coorientação de: Saulo Luis Lima da Silva
Presidente da banca: Angélica Sousa da Mata
Primeiro membro da banca: Sérgio Martins de Souza
Segundo membro da banca: Guilherme Henrique da Silva Costa
Palavras-chaves: internet, quântico, rede, emaranhamento, heterogeneidade
Data da defesa: 10/02/2025
Semestre letivo da defesa: 2024-2
Data da versão final: 10/02/2025
Data da publicação: 10/02/2025
Referência: Silveira, O. J. d. R. Caracterização da Internet Quântica Usando Modelos de Redes Complexas. 2025. 15 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Física Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.
Resumo: A comunicação quântica é uma área de investigação em crescimento, sendo a Internet Quântica uma das aplicações mais promissoras. O estudo das propriedades estatísticas desta rede é essencial para compreender a sua conetividade e a eficiência da distribuição do emaranhamento. No entanto, os modelos propostos na literatura assumem frequentemente distribuições homogêneas nas ligações da infraestrutura de fibra ótica, sem considerar a heterogeneidade da rede. Neste trabalho, propomos novos modelos para a internet quântica que incorporam a não uniformidade das ligações na rede de fibra ótica, analisando como esta caraterística influencia métricas fundamentais como a distribuição de graus, o coeficiente de clustering médio, o caminho menor caminho médio e a assortatividade. Os resultados indicam que, em comparação com os modelos homogêneos, o menor caminho médio nos novos modelos é superior. Além disso, observa-se que a assortatividade pode servir como um indicador da transição de fase para um estado altamente conectado, em que a rede se torna desassortativa nessa configuração. Estas conclusões realçam o impacto da estrutura da rede na comunicação quântica e podem contribuir para uma modelagem mais realista da infraestrutura da Internet Quântica.
Abstract: Quantum communication is a growing area of research, with quantum internet being one of the most promising applications. Studying the statistical properties of this network is essential to understanding its connectivity and the efficiency of the entanglement distribution. However, the models proposed in the literature often assume homogeneous distributions in the connections of the optical fiber infrastructure, without considering the heterogeneity of the network. In this work, we propose new models for the quantum internet that incorporate the non-uniformity of the links in the optical fiber network, analyzing how this characteristic influences fundamental metrics such as the degree distribution, the average clustering coefficient, the average shortest path and assortativity. The results indicate that, compared to homogeneous models, the average shortest path length in the new models is higher. In addition, it is observed that assortativity can serve as an indicator of the phase transition to a highly connected state, where the network becomes disassortative in this configuration. These findings highlight the impact of network structure on quantum communication and can contribute to more realistic modeling of quantum internet infrastructure.
URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.
Curso: G037 - ENGENHARIA FÍSICA (BACHARELADO)
Nome da editora: Universidade Federal de Lavras
Sigla da editora: UFLA
País da editora: Brasil
Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso
Nome da língua do conteúdo: Inglês
Código da língua do conteúdo: eng
Licença de acesso: Acesso aberto
Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras
URI da licença: repositorio.ufla.br
Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br
Detentores dos direitos autorais: Otávio José de Rezende Silveira e Universidade Federal de Lavras
Baixar arquivo