迈向高性能量子数据中心网络架构

量子数据中心(QDCs)是支撑学术与商业领域大规模量子信息处理的必要基础设施。尽管建造大型量子计算机仍面临技术和资金壁垒,但通过集群化小型量子计算机的模块化方案提供了替代路径。然而,该方案在网络可扩展性、纠缠态生成和量子存储器管理方面提出了新挑战。本工作提出一种面向量子数据中心的三层胖树网络架构,其创新性设计包括:独特的叶交换机、支持高级量子态交换的脊交换机结构,以及可高效管理量子存储器以防止退相干的队列调度机制。通过排队论建模与NetSquid平台仿真实验,该研究团队验证了所提架构在维持高纠缠保真度方面的可扩展性与效能,为模块化量子数据中心网络提供了可行的技术路线。

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