摘 要：本文研究了真實(shí)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中糾纏滲流協(xié)議的適用性。假設(shè)目前的互聯(lián)網(wǎng)可以直接用于量子領(lǐng)域且鏈接是純態(tài)非最大糾纏態(tài)，糾纏滲流協(xié)議可以提供一種遠(yuǎn)距離糾纏制備的新方法。糾纏滲流協(xié)議的實(shí)用性主要依賴(lài)于無(wú)標(biāo)度的度分布和高聚集性，在許多天然的和人造的網(wǎng)絡(luò)中，無(wú)標(biāo)度和高聚集性經(jīng)常可以被觀察到，譬如Internet網(wǎng)絡(luò)。本文研究的結(jié)果表明真實(shí)互聯(lián)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在糾纏制備中可以發(fā)揮重要作用。

關(guān)鍵詞：糾纏滲流 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò) 聚集性

中圖分類(lèi)號(hào)：TP212 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）11（b）-0001-01

未來(lái)量子網(wǎng)絡(luò)會(huì)提供很多富有吸引力的應(yīng)用，從量子密鑰、量子傳輸再到分布式的量子計(jì)算[1]。這些應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)有一個(gè)前提條件，即節(jié)點(diǎn)之間的糾纏形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。為了克服糾纏量隨空間距離呈指數(shù)衰減這個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，就需要引入一些額外的設(shè)備，例如量子中繼器和量子存儲(chǔ)器等。

作為另外一種解決的方法，糾纏滲透協(xié)議被提出來(lái)從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離糾纏態(tài)的制備。這種方法把糾纏建立的問(wèn)題轉(zhuǎn)換為統(tǒng)計(jì)物理中的相變問(wèn)題。使用局域操作和經(jīng)典通訊，將部分糾纏態(tài)轉(zhuǎn)換為最大糾纏態(tài)。轉(zhuǎn)換存在一個(gè)所謂的“轉(zhuǎn)換成功率”。當(dāng)轉(zhuǎn)換成功率超出某一個(gè)閾值時(shí)，涵蓋了大部分網(wǎng)絡(luò)的最大糾纏連接子網(wǎng)出現(xiàn)了。通常，該閾值依賴(lài)于量子網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)性質(zhì)。一些局域化的量子操作可以降低閾值和增加最大連接子網(wǎng)的尺寸。

從基礎(chǔ)和技術(shù)層面對(duì)糾纏態(tài)的制備的濃厚興趣已經(jīng)導(dǎo)致了對(duì)普通和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的糾纏滲流的廣泛研究。但是，許多這方面的研究結(jié)果都是關(guān)于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的。由于任何單個(gè)的網(wǎng)絡(luò)模型都不能包含真是網(wǎng)絡(luò)中的所有拓?fù)涮卣?，研究真?shí)量子網(wǎng)絡(luò)中的糾纏滲流協(xié)議的應(yīng)用性就變得非常必要了。假定將來(lái)的量子網(wǎng)絡(luò)很可能與現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)有類(lèi)似的復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

本篇論文研究現(xiàn)存復(fù)雜互聯(lián)網(wǎng)的糾纏滲透協(xié)議。本文研究了量子復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)距離糾纏建立的協(xié)議的有效性，網(wǎng)絡(luò)具有無(wú)標(biāo)度的度分布和高集群性。

假定CEP和GEP運(yùn)用到了現(xiàn)在的經(jīng)典互聯(lián)網(wǎng)中，我們可以對(duì)這些糾纏協(xié)議應(yīng)用到真實(shí)復(fù)雜量子網(wǎng)絡(luò)的可行性進(jìn)行評(píng)估。在分析中我們用到了skitter網(wǎng)絡(luò)和BGP網(wǎng)絡(luò)，他們反映了真實(shí)的互聯(lián)網(wǎng)AS-lever拓?fù)涞牟煌矫?，即一個(gè)反映的是skitter數(shù)據(jù)平臺(tái)上的互聯(lián)網(wǎng)流量拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；另一個(gè)反映的是BGP控制平臺(tái)的路由系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

本文研究了現(xiàn)存復(fù)雜互聯(lián)網(wǎng)的糾纏滲透協(xié)議。本文研究的結(jié)果表明真實(shí)互聯(lián)網(wǎng)的高聚集性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)網(wǎng)絡(luò)化的遠(yuǎn)程糾纏制備具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]Kimble，H.J.，The quantum internet.Nature，2008，453（7198）：1023-1030.