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基于分组交换的量子通信网络传输协议及性能分析

聂敏 王林飞 杨光 张美玲 裴昌幸

基于分组交换的量子通信网络传输协议及性能分析

聂敏, 王林飞, 杨光, 张美玲, 裴昌幸
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  • 量子纠缠交换能够建立可靠的量子远程传输信道, 实现量子态的远程传输. 然而, 基于纠缠交换的量子信道要求网络高度稳定, 否则会浪费大量纠缠资源. 为节省纠缠资源, 本文根据隐形传态理论, 提出了一种基于分组交换的量子通信网络传输协议, 建立了发送量子态所需的纠缠数目与所经过的路由器数、链路错误率的定量关系, 并与纠缠交换传输协议进行了比较. 仿真结果表明, 在链路错误率为0.1% 时, 分组传输协议所使用的纠缠数目少于纠缠交换的数目, 另外, 随着错误率的升高, 分组传输协议所需的纠缠数比纠缠交换协议明显减少. 由此可见, 基于分组交换的量子通信网络传输协议在网络不稳定时, 能够节省大量纠缠资源, 适用于链路不稳定的量子通信网络.
      通信作者: 王林飞, 304375220@qq.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61172071, 61201194)、陕西省自然科学基础研究计划(批准号: 2014JQ8318)和陕西省国际科技合作与交流计划项目(项目编号: 2015KW-013) 资助的课题.
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    Bouwmeester D, Pan J W, Mattle K, Eibl M, Weinfurter H, Zeilinger A 1997 Nature 390 575

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    Ma X S, Herbst T, Scheidl T, Wang D Q, Kropatschek S, Naylor W, Wittmann B, Mech A, Kofler J, Anisimova E, Makarov V, Jennewein T, Ursin R, Zeilinger A 2012 Nature 489 7415

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    Wang J M 2014 MS Dissertation (Xi'an: Xi'an University of Electronic Science and Technology) (in Chinese) [王建民 2014 硕士学位论文 (西安: 西安电子科技大学)]

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    Wu G Y 2007 The Internet Network(Beijing: Tsinghua University press) p17-22 (in Chinese) [吴功宜 2007 计算机网络 (北京: 清华大学出版社) 第17–22页]

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-04-28
  • 修回日期:  2015-06-23
  • 刊出日期:  2015-11-05

基于分组交换的量子通信网络传输协议及性能分析

  • 1. 西安邮电大学通信与信息工程学院, 西安 710121;
  • 2. 西北工业大学电子信息学院, 西安 710072;
  • 3. 西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室, 西安 710071
  • 通信作者: 王林飞, 304375220@qq.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61172071, 61201194)、陕西省自然科学基础研究计划(批准号: 2014JQ8318)和陕西省国际科技合作与交流计划项目(项目编号: 2015KW-013) 资助的课题.

摘要: 量子纠缠交换能够建立可靠的量子远程传输信道, 实现量子态的远程传输. 然而, 基于纠缠交换的量子信道要求网络高度稳定, 否则会浪费大量纠缠资源. 为节省纠缠资源, 本文根据隐形传态理论, 提出了一种基于分组交换的量子通信网络传输协议, 建立了发送量子态所需的纠缠数目与所经过的路由器数、链路错误率的定量关系, 并与纠缠交换传输协议进行了比较. 仿真结果表明, 在链路错误率为0.1% 时, 分组传输协议所使用的纠缠数目少于纠缠交换的数目, 另外, 随着错误率的升高, 分组传输协议所需的纠缠数比纠缠交换协议明显减少. 由此可见, 基于分组交换的量子通信网络传输协议在网络不稳定时, 能够节省大量纠缠资源, 适用于链路不稳定的量子通信网络.

English Abstract

参考文献 (17)

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