FIDELITY-ОРІЄНТОВАНА МАРШРУТИЗАЦІЯ В SDN-КЕРОВАНИХ КВАНТОВИХ МЕРЕЖАХ

Анотація

У роботі досліджено підхід до підвищення стійкості та ефективності функціонування гібридних
квантово-класичних мереж шляхом інтеграції метрики квантової fidelity у механізми динамічної маршрутизації
архітектури програмно-конфігурованих мереж. Актуальність зумовлена необхідністю врахування специфічних
характеристик квантових каналів, зокрема стохастичної деградації квантових станів під впливом шумів та
зовнішніх перешкод, яка не враховується у стандартних класичних протоколах та недостатньо формалізована
у відомих квантових алгоритмах маршрутизації. Попри наявність підходів до вибору шляхів із урахуванням
fidelity, існуючі рішення переважно оперують детермінованими моделями або ігнорують проблему розмірнісної
узгодженості при агрегуванні різнорідних метрик, що обмежує їхню придатність для динамічної адаптації
в SDN-керованих архітектурах.
Метою дослідження є розробка теоретико-модельного підходу до багатокритеріальної динамічної
маршрутизації в SDN-керованих гібридних квантово-класичних мережах, який усуває методологічні обмеження
відомих fidelity-орієнтованих алгоритмів шляхом нормалізації різнорідних параметрів, інтеграції стохастичної
моделі деградації каналів та адаптації під централізоване управління.
Для досягнення мети використано методи математичного моделювання, теорії графів та
багатокритеріальної оптимізації. Запропоновано нормалізовану модель оцінки маршрутів, у якій затримка,
пропускна здатність, ймовірність відмови та квантова fidelity приведені до єдиного безрозмірного діапазону,
що забезпечує фізичну коректність адитивної функції ефективності. Алгоритмічна реалізація базується на
SDN-контролері, який у динамічному режимі адаптує топологію передачі даних з використанням
передбачувальної оцінки стану каналів.
Результати імітаційного моделювання демонструють статистично значуще підвищення середньої
інтегральної ефективності маршрутизації та зниження варіативності показників порівняно з класичними
підходами, що підтверджено довірчими інтервалами та t-критерієм. Висновки мають теоретико-прикладний
характер і можуть бути використані як основа для проєктування майбутніх стійких телекомунікаційних
архітектур.