张凌 王艳琦

摘要：適用于量子混合网络的量子多路纠缠分组交换方法，首先将需要发送的量子报文，按照集中式路由计算得出的多路径资源进行匹配分组，然后采用虚电路方式并行建立端到端量子纠缠多路径，控制消息和测量结果采用分布式路由数据报方式传送，最终通过量子远程传态完成量子信息的端到端传递。这种方法将分组交换的两种技术虚电路和数据报结合使用，同时将集中式路由和分布式路由有机结合，形成了一种新的量子多路纠缠分组传输方法。该方法提高了网络资源利用率，达到多路并行、分流和缩短量子信息传送时间的效果。

关键词：量子网络 量子路径 量子多路纠缠 量子分组交换

中图分类号：TN98

A Packet-Switching Method of Multipath Quantum Entanglement for Hybrid Quantum Networks

ZHANG Ling1  WANG Yanqi2

1. Dianchi College of Yunnan University， Kunming， Yunnan Province， 650228 China;2. North China Power Engineering Co.， Ltd.， China Power Engineering Consulting Group， Beijing， 100120 China

Abstract： A packet-switching method of multipath quantum entanglement for hybrid quantum networks is proposed. Firstly， quantum messages to be sent are matched and grouped according to multipath resources calculated by centralized routing， and then the end-to-end multipath of quantum entanglement is established in parallel by virtual circuits， and control messages and measurement outcomes are transmitted by distributed routing datagrams. Finally， the end-to-end transmission of quantum information is completed through quantum teleportation. This method combines the two technologies of packet switching： the virtual circuit and datagram， organically combines centralized routing and distributed routing， and then forms a new packet-transmission method of multipath quantum entanglement. This method improves the utilization rate of network resources， and achieves the effect of multi-channel parallelism， shunting and shortening the transmission time of quantum information.

Key Words： Quantum network; Quantum path; Multipath quantum entanglement; Quantum packet switching

目前，实现量子通信网络一种比较现实和合理的设计是使用现有的经典互联网网络基础设施来交换经典消息，以运行量子协议以及控制和管理网络本身[1]。量子混合网络是在经典互联网基础上，加入量子终端，新增或升级经典路由器为具有量子中继功能的量子中继路由节点，形成混合网络[2]。量子中继路由节点同时具有经典和量子数据平面，除了可执行经典网络的路由协议和网络管理功能外，还增加了量子存储、量子收发、量子纠缠分发和相关测量控制功能。量子中继器通过纠缠交换将短距离的量子纠缠对“连接”为长距离的量子纠缠，结合量子隐形传态[3]实现传送量子信息的目的。

设计量子混合网络就是为了充分利用和尽量兼容经典网络的物理资源和成熟的网络技术。……