量子科技中心_量科网

量子中继网络中的最优路由选择需要找到连接终端节点对的最佳路径。此前大多数关于量子网络路由的研究都假设效用函数具有等向性，即当用相同边延伸两条路径时，其排序关系不会改变。然而，该研究团队证明，考虑纠缠生成速率和质量（如密钥生成率）的效用函数往往是非等向性的。这使得路径搜索变得困难，因为迪杰斯特拉等经典算法不再适用，目前量子网络领域采用的方法是对所有可能路径进行穷举搜索。该工作提出了改进算法：首先，开发了两种采用目标感知评价函数以实现更快收敛的最佳优先搜索算法，其中一种可证明能找到最优路径，另一种则通过启发式方法实现查询次数随网络规模呈亚线性增长，且在实践中总能找到接近最优的路径；其次，提出了模拟退火和遗传算法等元启发式算法，可调节路径质量与计算开销之间的平衡。虽然研究以“即时交换”量子中继器为具体案例，但这些算法能直接推广到不同中继方案和模型。