摘要 — 未来的量子网络中继器主要用来在节点之间创建纠缠,并将这些纠缠提炼到最佳性能水平。在调查期间,我们实施了一种纠缠提炼多通道协议,并在 IBM-Q 环境中进行了测试,结果显示经过多次提炼后结果不断改善。我们实施了两个版本的多通道提炼,即 BBPSSW 和 DEJMPS,重点是通过 IBM 实施的重置和重用功能优化量子位的使用。重置和重用这一新功能可以改变游戏规则,并可以最大限度地减少大规模应用所需的量子位数。我们还发现,虽然目前无法将持续提炼通道的标准作为运行时反馈回路来实现,但可以通过后电路数据分析来研究该过程。我们的结果还表明,仅凭保真度就可能让我们放弃一些基于其他指标(例如纠缠成功率和传输一点数据成功率)显示成功的方法。实验发现,对于这种复杂的多道蒸馏过程,保真度过低。(摘要)
在潜在的长距离上分发纠缠状态为量子通信和量子加密中许多协议提供了关键资源。理想情况下,应该以预言的方式实施。从四个单光子状态开始,我们在正交极性izations中级联两个单光子路径键入状态,以在单个量子中继器链接结构中分发和先驱极化纠缠。通过调整输入状态以最大程度地减少(本地)损失,理论上可以实现的忠诚度在没有选择后方法1的情况下,同时牺牲了先驱率。我们实现了选择后的目标状态超过95%的目标状态,为实验控制提供了基准,并允许首次演示与设备无关的量子键分布架构,能够在相关距离上运行。我们表明,没有选择后量表的预言状态的忠诚度也可以预测,并确定了特定于该体系结构的各种实际挑战和错误来源,并将其对生成状态的影响建模。我们的实验使用基于自发参数下调的概率光子对来源,但其中许多问题也与使用确定性光子源的变体有关。
摘要 - 光场单个模式的连续四元素提出了一个有希望的量子途径,可以编码量子信息。凭借协会希尔伯特空间的有限维度,与单个基于光子的Qubit编码相比,这些连续变量(CV)的量子状态可以实现更高的通信速率。量子中继器协议,对于以增强的速率扩展量子通信范围而不是直接传输。在这里,我们为CV量子编码提供了一个量子重复开关,该开关符合多个通信流。交换机的体系结构基于量子光源,检测器,记忆和交换结构,路由协议基于吞吐量最佳的最大权重调度策略。我们对可实现的二分纠缠率区域的数值结果呈现了多个CV纠缠流,该纠缠流可以通过开关稳定支持。我们借助示例性的3型网络来阐明我们的结果。索引术语 - Quantum连续变量,量子重新质量,量子开关,最大重量调度,纠缠分布
摘要 实现功能性量子中继器是长距离量子通信的主要研究目标之一。在目前采用的不同方法中,依赖于与确定性量子发射器接口的量子存储器的方法被认为是最有前途的解决方案之一。在这项工作中,我们专注于实现基于存储器的量子中继器方案的硬件,该方案依赖于半导体量子点 (QD) 来产生偏振纠缠光子。通过研究与光子源效率最相关的性能指标,我们选择了制造、加工和调谐技术方面的重大发展,旨在将高纠缠度与按需对生成相结合,特别关注 GaAs 系统代表性案例中取得的进展。我们继续提供与量子存储器集成的观点,既强调了自然-人工原子接口的初步工作,也评论了目前可用且可能可行的多种存储器解决方案(在波长、带宽和噪声要求方面)。为了完成概述,我们还介绍了基于纠缠的量子通信协议的最新实现,并强调了实际量子网络实现面临的下一个挑战。
摘要 基于纠缠的量子网络可以通过在远距离端节点之间分发纠缠对来提供无条件安全的通信。为了实现端到端的纠缠分布,量子中继器链中总是需要进行多次纠缠交换操作。然而,由于不完善的物理设备导致纠缠交换的不确定性,交换操作的执行模式直接影响纠缠分布的性能,可归类为纠缠访问控制(EAC)问题。在本文中,我们将EAC问题归结为两个方面:量子节点内的匹配优化和量子节点间的交换冲突避免。据此,我们提出了一种异步纠缠分发协议,该协议分别包含自定义的加权最大匹配算法和可靠的信令交互机制以避免交换冲突。基于所提出的协议,量子中继器自主决定其行为并自发异步构建端到端纠缠对。仿真结果表明,我们的协议可以显著提高端到端纠缠对的纠缠分配率和保真度,同时简化量子网络的部署和管理过程。
GSV2008 兼容 HDMI1.4/2.0,支持 HDCP 1.4/2.2,可配置 4 进 2 出中继器。所有 4 个输入在接收器功能上相同,所有 2 个输出在发射器功能上相同。GSV2008 的 2 个 HDMI 输出可以从任何 HDMI 输入端口独立路由。HDMI 输入和输出最大处理像素时钟频率为 600MHz,这意味着视频分辨率最高可支持 4kx2k@60Hz 4:4:4 8 位。非压缩时序的最大处理音频采样频率为 192K Hz。GSV2008 支持 HDR10 和 Dolby Vision HDR 作为输入和输出。对于音频插入和提取,GSV2008 的 2 个多功能 TTL 引脚总线可以根据平台要求配置为输入模式或输出模式。 GSV2008 最多可支持 8 通道 I2S、2 通道 S/PDIF、3D 和多流音频。在 TDM 模式下,每个音频引脚最多支持 8 个通道。内部缩放器和颜色空间转换器使输入和输出具有独立于时序格式的功能,并能够进行长距离传输。凭借强大的 HDMI Rx 均衡器和 Tx 预加重功能,GSV2008 可以级联自身(或 GSV2000 系列芯片),至少有 7 级适用于所有 HDMI 1.3/1.4/2.0 时序。1.2 功能
愿景:量子网络中心 (CQN) 将为具有社会责任感的量子互联网奠定基础,从而推动新技术产业的发展,并促进量子服务提供商和应用开发商的竞争性市场。量子网络中心 (CQN) 正在应对 21 世纪的一项重大工程挑战:为量子互联网奠定技术和社会基础。量子互联网将超越当今互联网的能力,因为纠缠具有独特的优势——粒子量子态以经典物理学领域无法实现的方式协调起来,充当计算比特。CQN 汇集了具有不同背景的专家,开发整个设备技术和理论研究堆栈,以实现可扩展量子互联网的愿景。量子互联网将提供当今不可能实现的量子通信新服务:在多个用户之间同时以高速率可靠地传输量子比特 (qubit),支持一系列将对技术和社会产生深远影响的新应用。能够传输量子比特将使量子纠缠能够在遥远的地方分布。CQN 研究的核心是开发容错量子中继器以及支持量子设备和相关的网络协议堆栈。量子中继器将实现远程量子通信,这是光纤、激光器、交换机和放大器等传统光子硬件无法实现的。CQN 预计,除了光纤中继器之外,
光量子存储器及其在量子通信系统中的应用 马利军、Oliver Slattery 和唐晓 美国国家标准与技术研究所,马里兰州盖瑟斯堡 20899,美国 lijun.ma@nist.gov oliver.slattery@nist.gov xiao.tang@nist.gov 光量子存储器是一种可以存储光子的量子态并以高保真度按需检索的装置。它正在成为一种必不可少的设备,以提高通信、计算、计量等领域使用的许多量子系统的安全性、速度、可扩展性和性能。在本文中,我们将特别考虑光量子存储器对量子通信系统的影响。在概述光量子存储器的理论和实验研究进展之后,我们将概述其在量子通信中的作用,包括作为光子源、光子干涉、量子密钥分发(QKD)、量子隐形传态、量子中继器和量子网络。 关键词:量子通信;量子密钥分发;量子存储器;量子网络;量子中继器。接受日期:2019年12月9日 发表日期:2020年1月16日 https://doi.org/10.6028/jres.125.002 1. 引言 量子通信是一种利用信息载体(如单光子)的量子特性,实现双方量子信息交换的技术。该技术有许多独特的应用,是经典通信系统中不可能实现的。目前,量子通信有两种主要应用:量子密钥分发(QKD)和量子纠缠分发。
1。简介量子网络利用量子密钥分布(QKD)来确保通信安全。为了将QKD网络有效地集成到现有基础架构中并具有最佳功能,欧洲和国际QKD标准[1] - [4]提出了一个分层框架,包括量子层,密钥管理(KMS)层和应用层。此体系结构对于启用各种应用程序和用户的加密通信至关重要。第一个主要的量子网络是由DARPA实施的,该网络遵循三层体系结构,并采用了混合转换/中继实现。其他开发项目包括SECOQC网络,专注于中继QKD(可信的中继器原型)设置,东京项目[5]和剑桥量子网络[6]。最近,中国提出了一个46节点量子大都会区域网络[7],连接了40个用户节点,包括三个可信赖的继电器和三个光学开关。但是,如果没有集中的编排,网络的管理仍然是最佳和效率低下的。软件 - 定义的QKD(SDQKD)提供了一种潜在的解决方案来解决此问题并提高网络的效率和灵活性。Madrid SDQKD是QKD技术在SDN环境中首次成功的全面集成,该环境可在3个继电器节点之间提供加密通信[8]。子载波[9]用于在启用3个节点SDN的网络配置中启用通信。[10]最后,最近的开发涉及一个针对QKD的软件定义网络作为服务(SDQAAS)的新框架[10]。
摘要 — 端节点之间的高效信息路由是安全量子网络和量子密钥共享的关键推动因素,这依赖于随时间推移创建和维持纠缠态。然而,这种成对纠缠会由于通道损耗和网络节点上纠缠光子的存储而退化。纠缠态反过来会影响保真度,保真度是量化一对量子态相似程度的指标。在本文中,我们提出了一种路由解决方案,该解决方案可满足接收器对从多个发射器节点接收的量子信息施加的阈值保真度要求。我们的解决方案从网络内的此类节点池中选择中间中继器,以最大化量子信息传输的总速率。为此,我们首先提供相邻节点之间保真度损失以及端到端量子数据速率的表达式。然后,我们提出了一种新颖的两阶段路由解决方案,该解决方案(i)使用保真度作为成本度量来确定每个发射器的 k 条最短路径,以及(ii)(启发式地)根据中继器节点是否具有单个或多个可用内存单元为每个发射器分配一条路径。模拟结果表明,我们提出的基于保真度的路由解决方案满足广泛的保真度要求 [0.6-0.79],同时最大化量子信息传输速率,优于现有的基于距离和跳跃的路由方法。索引术语 — 量子网络、量子中继器、量子路由、量子通信、纠缠