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量子互联网发展的各个阶段

量子科技探索者 51

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量子互联网的发展分为几个不同的阶段,每个阶段的特点是功能不断增加和技术复杂性。 这些阶段是根据启用有用应用程序所需的复杂程度来定义的,每个阶段都支持特定类别的协议并提供不同的量子功能。

#量子计算#

可信转发器网络:此初始阶段不允许量子位的端到端传输。 它涉及可信中继器网络,其中每对相邻节点使用量子密钥分发(QKD)来交换加密密钥。 这些网络可以成为通往量子互联网的垫脚石,并有可能在以后升级为真正的量子中继器。

准备和测量网络:此阶段提供端到端量子功能,无需信任中间中继器节点即可实现端到端 QKD。 它允许节点准备一个单量子位状态,将其传输到另一个节点,然后由另一个节点对其进行测量。 此阶段的功能包括后选传输和量子态测量。

纠缠分布网络:此阶段允许确定性或预示性地创建端到端的量子纠缠以及本地测量。 此阶段节点不需要量子存储器。 这一阶段标志着量子网络能力的重大进步

量子存储网络:第四阶段的特点是终端节点具有本地量子存储,同时允许通用本地控制的能力。 这有利于更复杂的协议,在进一步的通信过程中需要临时存储量子态。 该阶段还可以实现纠缠蒸馏和多部分纠缠态的生成

少量子位容错网络:这一高级阶段要求本地操作能够容错地执行,从而允许高电路深度本地量子计算,并且理论上可以任意扩展具有多轮通信的协议的存储时间

量子计算网络:最后阶段涉及能够进行任意量子通信的量子计算机网络。 这一阶段超越了之前的阶段,能够解决经典计算机上效率低下或不可能的计算问题。 从理论上讲,这个最终阶段允许实现所有协议,有可能重塑计算和通信的许多领域

每个阶段都代表了量子网络功能和应用的重大飞跃,标志着向功能齐全的量子互联网的逐步演进。

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