动态可重构智能表面辅助的太赫兹量子网络:信道损伤下纠缠生成与保真度的联合优化

由太赫兹(THz)无线链路支持的量子网络(QNs)为光纤基础设施提供了一种变革性替代方案,尤其在移动通信和基础设施匮乏的环境中。然而,太赫兹信道中的信号衰减、分子吸收和严重传播损耗对可靠的量子态传输与纠缠分发构成了重大挑战。为突破这些限制,该团队提出一种动态可重构智能表面(RIS)辅助的无线量子网络架构,通过具备主动/被动模式切换能力的自适应RIS单元(依据入射信号信噪比动态调整),增强对波束成形幅度与相位的控制,从而实现对太赫兹特有损伤的鲁棒性信号重定向与补偿。该研究团队建立了一个包含太赫兹量子链路关键物理层现象(路径损耗、衰落、热噪声及对准偏差)的精细化解析模型,并构建了安全优化框架,在满足不同服务质量(QoS)需求下的保真度、安全性与公平性约束条件下,联合优化RIS部署位置与纠缠生成率(EGR)分配。该模型还探讨了由动态RIS切换模式引发的侧信道安全风险。仿真结果表明:相较于静态RIS基线方案,所提架构能在实际太赫兹信道条件下实现最高87%的保真度提升与65%的公平性改善,同时保持系统鲁棒性。这些结果印证了动态RIS技术在实现可扩展、自适应太赫兹无线量子通信方面的巨大潜力。

作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-09-25 19:46

量科快讯