量子科技中心_量科网

量子网络中的转发无法通过直接移植经典交换结构来实现，因为量子不可克隆定理和量子测量假设既限制了量子信息的直接中继，也排除了基于复制的缓冲和检测机制。本文提出了一种基于多体纠缠的量子路由器交换结构框架。具体而言，研究团队形式化定义了基于纠缠的交换结构概念，其中图态作为转发资源，而纠缠转发通过局域泡利测量实现。该团队将经典阻塞与非阻塞操作的概念转化为基于纠缠结构的结构条件，推导出非阻塞操作的\textit{边控（EC）设计原则}。通过一个单片式\textit{EC交叉开关}和一个模块化Clos型EC结构对该原则进行实例化，并刻画了资源缩放特性，确定了模块化设计比单片设计更具资源效率的适用场景。最后，转发延迟分析揭示了无匹配感知转发与匹配驱动转发之间的根本区别：在充分测量并行的条件下，所提出的EC结构能以恒定转发深度实现所有请求的输入输出纠缠链路，而基于匹配驱动的EPR结构其延迟会随请求连接数量增加而增长。该框架为量子路由器交换结构提供了与硬件无关的理论基础。