RADAR-Q:面向多租户量子网络的资源感知分布式异步路由协议——用于纠缠态分发
可扩展的量子网络必须支持并发纠缠请求,然而当用户争用共享中继器资源时,现有路由协议会失效,导致脆弱的量子态被浪费。本文提出RADAR-Q——一种将实时资源争用嵌入路径选择的资源感知分布式路由协议。与需要全局协调或中央锚点的现有设计不同,RADAR-Q通过智能本地决策平衡路径长度与保真度、即时量子存储器可用性以及中间贝尔态测量(BSM)操作。通过在有向无环图(DODAG)层次结构中识别最近公共祖先(NCA),该协议将纠缠交换操作定位在通信用户附近,避免不必要的中央绕行,同时减少BSM链长度和退相干暴露。研究人员在网格与随机拓扑结构上,将RADAR-Q与同步及以根节点为中心的异步基线方案进行对比评估。结果表明:RADAR-Q的总吞吐量分别达到同步设计和以根为中心设计的2.5倍与7.6倍。当基线方案在高负载下遭遇保真度断崖式下跌(跌破0.5阈值)时,RADAR-Q始终将端到端保真度维持在0.76以上,确保量子对保持可用性。此外,该协议展现出接近完美的公平性(Jain公平指数达96-98%),并在严苛的1.0毫秒相干时间内保持超过50%的理想吞吐量。这些发现证明,具备争用感知能力的分布式路由协议可作为多租户量子网络的可扩展基础。
量科快讯
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