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World File Search System通信量
中国保密通信量子卫星。
中国“墨子号”卫星建立了首个洲际量子加密服务。研究人员通过在欧洲和中国之间建立安全视频会议测试了该系统。这个过程很简单。量子加密依靠所谓的一次性密码本来保证隐私。这是一组随机数（密钥），双方可以使用它来编码和解码消息。一次性密码本的问题在于确保只有选定的发送者和接收者拥有它们。这个问题可以通过使用光子等量子粒子发送密钥来解决，因为总是可以判断量子粒子是否之前被观察到。如果已经观察到，则放弃该密钥并发送另一个密钥，直到双方都确定他们拥有未被观察到的一次性密码本。量子密钥分发是量子加密的核心。双方拥有密钥（即一次性密码本）后，他们可以通过普通经典信道进行绝对安全的通信。墨子号卫星只是从轨道上分发这个密钥。由于卫星位于两极上方的太阳同步轨道上，因此它每天大致在相同的当地时间经过地球表面的各个角落。假设当卫星经过位于中国河北省北部兴隆的中国地面站时，它会使用成熟的协议将一次性密码本以单光子编码发送到地面。当地球在卫星下方旋转，奥地利格拉茨的地面站进入视野时，墨子号会将相同的一次性密码本发送到那里的接收器。这样，两个地点就拥有了相同的密钥，使它们能够通过传统链路启动完全安全的通信。实验甚至更进一步。如果目标是在北京的中国科学院和维也纳的奥地利科学院之间举行视频会议，那么密钥必须安全地分发到这两个地点。为此，研究小组使用基于地面的光纤量子通信。这样建立的视频链路由高级加密标准 (AES) 保护，该标准每秒通过 128 位种子代码刷新一次。 9 月，他们举行了一场开创性的视频会议，会议持续了 75 分钟，总数据传输量约为 2 GB。“我们展示了地球上多个地点之间的洲际量子通信，最大间隔为 7,600 公里，”由维也纳大学的 Anton Zeilinger 和中国合肥中国科学技术大学的潘建伟领导的团队表示。该系统存在一些潜在的弱点，未来有待改进。也许最重要的是，在连接两个地面站的时间内，卫星被认为是安全的。这很可能是真的——谁能入侵一颗在轨道上运行的卫星？但是，这种安全性无法得到保证。然而，研究团队表示，未来可以通过端到端量子中继来解决这一问题。各国政府、军事运营商和商业企业都渴望拥有类似的安全能力。1
Qompress：利用部分和混合基数运算减少通信量的 Ququarts 高效编译
量子计算正处于资源有限的时代。当前的硬件缺乏高保真门、长相干时间以及执行有意义计算所需的计算单元数量。现代量子设备通常使用二进制系统，其中每个量子位都存在于 | 0 ⟩ 和 | 1 ⟩ 状态的叠加中。然而，通过以不同的方式操纵系统，通常可以访问同一物理单元中的 | 2 ⟩ 甚至 | 3 ⟩ 状态。在这项工作中，我们考虑通过压缩方案自动将两个量子位编码为一个四状态量子。我们使用量子最优控制来设计高效的概念验证门，完全复制这些编码量子位上的标准量子位计算。我们扩展了量子比特编译方案，以便在由量子比特和量子门组成的任意混合基数系统上高效路由量子比特，从而减少通信并最大限度地减少由较长持续时间的量子门引入的额外电路执行时间。结合这些编译策略，我们引入了几种方法来寻找有益的压缩，将计算和通信导致的电路错误减少高达 50%。这些方法可以将有限的近期机器上可用的计算空间增加高达 2 倍，同时保持电路保真度。
多块结构化网格的多准则划分
多块结构化网格的分区会影响数值模拟的性能和可扩展性。最佳分区器应同时实现负载平衡和最小化通信时间。最先进的域分解算法在平衡处理器之间的负载方面做得很好。但是，即使工作得到很好的平衡，通信成本也可能不平衡。影响通信成本的两个主要因素是边切割和通信量。当前的分区器主要侧重于减少总通信量，并依赖于简单的技术，例如在最长边处切割，而这种技术不会捕获几何中的连通性。它们也没有考虑网络延迟和带宽对分区的影响，导致所有平台上的分区相同。此外，它们的性能测试大多采用平面 MPI 模型，其中分区对通信的影响被同一节点上内核之间的快速共享内存访问所隐藏。在本文中，我们提出了用于多块结构化网格的新分区算法，以解决当前分区器的上述限制。新算法包括一个成本函数，它不仅考虑了通信量和边切，还考虑了网络的延迟和带宽。我们尽量减少所有处理器之间的总体成本，以创建最佳分区。为了证明所提算法的效率
QuComm：优化分布式量子计算的集体通信
分布式量子计算 (DQC) 是一种可扩展的构建大规模量子计算系统的方法。以前的 DQC 编译器要么关注量子比特到量子比特的节点间门，要么关注量子比特到节点的非局部电路块，而忽略了优化由多个节点上的非局部门组成的集体通信的机会。在本文中，我们观察到，通过利用集体通信模式，我们可以大大减少实现一组非局部门所需的节点间通信量。我们提出了 QuComm，这是第一个编译器框架，它揭示和分析隐藏在分布式量子程序中的集体通信模式，并根据发现的模式在任何 DQC 架构上有效地路由节点间门，从而降低目标程序的总体通信成本。我们还首次形式化了 DQC 编译中的通信缓冲区概念。通信缓冲区利用数据量子位来存储远程纠缠，以便我们可以确保任何 DQC 架构上都有足够的通信资源来支持针对集体通信的拟议优化。实验结果表明，与最先进的基线相比，QuComm 在各种分布式量子程序和 DQC 硬件配置中平均减少了 54.9% 的节点间通信量。
一种低能耗多传感器数据融合方法...
摘要。多传感器网络能够利用低能耗、高精度的传感技术实时获取并分析风机盘管等建筑系统的热性能数据。热数据在传输过程中需要进行压缩。针对应用于风机盘管热性能测试系统的数据融合过程，提出了一种低能耗数据融合的SMART-RR算法。考虑到循环重复性和数据冗余的存在，算法中嵌入了加入重复性降低因子的时间间隔数据融合策略。仿真结果表明，SMART-RR算法是一种低能耗、数据通信量小、精度高的数据融合算法。
量子二十一点：量子策略在通信受限游戏中的优势
在量子信息领域，双人博弈为我们展示了量子纠缠作为一种资源的独特威力。例如，克劳塞-霍恩-西莫尼-霍尔特 (CHSH) 博弈就是一个操作任务的例子，其中量子纠缠比所有可能的经典策略都更具优势。对 CHSH 以及更一般的非局部博弈的分析不仅为我们提供了对贝尔不等式 [1] 等基础概念的洞察，而且还为可验证随机性生成 [2]、密钥分发 [3] 和委托计算 [4] 等重要任务制定了协议。由于无需通信的纠缠就能产生超出经典可能性的相关性，因此值得探索在允许通信的情况下这种相关性在多大程度上仍然成立。对于具有分布式输入的计算函数，纠缠可以将通信成本降低多达指数倍 [5]，但不会更多 [6]。纠缠形式在某些情况下很重要，但在其他情况下则不然：当允许通信和少量误差时，爱因斯坦-波多尔斯基-罗森对至少与其他状态一样有用 [ 7 ]，而在零通信设置中，非最大纠缠态可以实现更多 [ 8 ， 9 ]。虽然这些结果告诉我们通信量为零或渐近增长，但对于特定协议的非渐近通信量知之甚少。我们将在此基础上构建的一个例外是参考文献 [ 10 ] 的“超比特”协议，它表征了具有无限纠缠、单个比特通信和单个比特输出的协议的功能，得到的答案让人想起了 Tsirelson 对 XOR 游戏的表征[ 11 ， 12 ]。其他非渐近结果包括通信减少的具体例子（例如，使用纠缠从 3 比特减少到 2 比特[13]）、随机接入编码中的量子优势[14,15]、量子通信功率与贝尔不等式的关系[16,17]、补充有 1 比特通信的局部隐变量模型[18]，以及针对大型纠缠的低通信测试
沟通和信息复杂性-Mark Braverman
抽象沟通复杂性是计算复杂性理论的一个领域，研究完成计算任务所需的通信量。通信复杂性为我们提供了一些最成功的技术，以证明计算任务的不可能结果。信息复杂性将通信复杂性与香农的经典信息理论联系起来。它将揭示或传输的信息视为要提供的资源。一方面，信息复杂性将经典信息和编码理论扩展到交互式场景。另一方面，它为我们提供了有关沟通复杂性和相关领域的开放问题的工具。本注释概述了交流复杂性以及两党信息复杂性和应用程序中的一些最新发展。该票据是基于作者在2022年国际数学家大会的演讲。它在谈话中扩展了一些主题。它还提供了在演讲中省略的参考文献。这是一个初步版本。ICM之后将出现更新的最终版本。
通过信息填充信息填充信息
协作感知使每个代理人通过与其他代理人的传统消息交换来证明其感知能力。它固有地归结为感知和沟通成本之间的基本权衡。为了解决这个瓶颈问题，我们的核心思想是从两个关键方面优化协作序列：表示和选择。提出的基于密码的消息代表可以传输整数代码，而不是高维特征图。提出的信息填充消息选择优化了本地消息，以共同填充每个代理的信息需求，防止多个代理之间的信息溢出。通过对这两种设计进行介绍，我们提出了一种新颖的沟通效率协作感知系统，它大大提高了感知 - 交流权衡权衡，并且既包含了同性恋和异构协作环境。我们在现实世界数据集（DAIR-V2X）和新的仿真数据集OPV2VH+中评估了代码填充。结果表明，代码填充的表现超过了sota，其中2comm在dair-v2x/opv2vh+上具有1,333/1,206×较低的通信量。我们的代码可从https://github.com/phyllish/ codefilling获得。
具有每周储能功能的发电机组随机调度：一种混合分解方法
我们提出了一种解决大规模随机机组组合 (SUC) 问题的方法，该问题具有每周调度的储能和显著的天气依赖性随机发电能力。每周储能设施主要在周末充电，在工作日放电，需要每周调度发电机组，这会导致大规模优化问题。该 SUC 问题被表述为两阶段随机模型，我们使用条件风险价值作为风险度量。使用 Benders 框架，提出的解决方法将问题分解为混合整数线性主问题和线性和连续子问题。主问题对应于整个星期的第一阶段决策，包括所有承诺（二进制）变量及其相应的约束。子问题对应于每周对发电机组的实际调度。基于列和约束生成算法在解决稳健优化问题方面的成功经验，我们通过将子问题的原始变量和约束添加到主问题中，改进了标准 Benders 分解中主问题和子问题之间的低通信量，从而提供了更好的补救函数近似值。我们的计算实验使用南卡罗来纳州合成系统实例（在 40 种场景下有 90 个发电机组）证明了所提出的分解方法的有效性。
分布式量子计算的广义电路分区
摘要 - 分布式量子计算（DQC）是一种新的范式，旨在通过较小的量子处理单元（QPU）的互连来扩展量子计算。共享的纠缠允许QPU之间的两个状态和门传送。这导致了量子处理能力的有吸引力的水平缩放，这是以纠缠共享协议引入的额外时间和噪声为代价的。因此，跨多个QPU划分量子电路的方法应旨在最大程度地减少分布式QPU之间所需的基于纠缠的通信量。现有协议倾向于主要集中于优化门传送或状态传送的纠缠成本，以涵盖QPU之间的操作，而不是同时涵盖QPU之间的操作。问题的最一般形式应在同一基础上处理门和状态传送，从而使两者组合的成本电路分区最小。这项工作介绍了基于图的公式，该公式允许对门和状态传送成本进行联合优化，包括栅极传送的扩展，将大门分组在一起，用于使用共同资源分配。该配方允许各种电路类型的较低的电子位成本。使用基本的遗传算法，根据平均E-BIT成本和时间缩放，获得了最先进方法的性能。索引术语 - 量词计算，分布式量子计算，优化，量子网络，量子通信