近期,一份深度探討量子互聯網及其與算網協同體系架構的白皮書引起了廣泛關注。這份名為《2025量子互聯網與算網協同體系架構白皮書》的報告,由紫金山實驗室等機構聯合編寫,詳盡地剖析了量子信息技術的基礎框架及其前沿應用。
報告開篇即引入了量子信息技術的基石——量子力學核心概念,包括疊加態、糾纏態以及量子測量等。隨后,深入闡述了量子通信、量子計算和量子精密測量三大應用領域。在量子通信方面,報告介紹了量子密鑰分發(QKD)、量子隱形傳態以及量子安全直接通信(QSDC)等關鍵技術;量子計算部分則概述了其四階段發展歷程,并提及了超導、離子阱等物理平臺以及Shor、Grover等關鍵算法;至于量子精密測量,報告指出其已突破標準量子極限,并在量子時鐘網絡、長基線望遠鏡等領域展現出巨大潛力。
緊接著,報告詳細描繪了量子互聯網的架構藍圖,指出其發展將歷經可信中繼、準備和測量等多個階段。目前,多個國家已著手部署可信中繼網絡,量子中繼技術也迭代至第四代。報告還探討了量子互聯網的協議棧方案、分組交換技術以及初期運行模式等,通過用戶與主體網絡的劃分,以及集中式調控機制,展示了量子互聯網在實際應用中的可行性。
為了更直觀地展示量子互聯網的應用,報告以BBM92-QKD和分布式量子計算為例,詳細闡述了應用協議的運行流程。這一流程強調了建立端到端糾纏信道的重要性,為后續協議的執行奠定了堅實基礎。
在量子算網協同方面,報告分析了量子云計算、量子-超算融合以及分布式量子計算三大協同化趨勢。報告指出,由于量子應用對保真度、延遲等具有特殊要求,因此算網協同顯得尤為重要。為此,報告探討了資源抽象與建模、量子業務建模以及調度框架建模等三大研究方向,旨在為量子互聯網的發展提供理論支撐。
最后,報告指出,盡管量子互聯網仍處于初期階段,但未來有望通過突破量子中繼、糾錯碼等關鍵技術,結合經典基礎設施,催生算網協同的新業態。這一展望不僅為量子互聯網的發展指明了方向,也為其在更廣泛領域的應用奠定了堅實基礎。