基于ason的量子通信网络构建和量子交换机设计 establishment of quantum communication network and design of quantum switch based on automatic switch optical network.pdfVIP

研究与开发 基于ASON的量子通信网络构建和量子交换机设计宰 刘晓慧1t2。聂敏1。裴昌幸2 (1．西安邮电学院通信与信息工程学院西安710121； 2．西安电子科技大学IsN国家重点实验室西安710071) 在目前量子通信技术的基础上。将自动交换光网络核心思想引入量子通信网络中，提出一个传输面 与控制面相分离的三层量子通信网络模型和基于该模型的量子交换机结构，并给出了作为实现量子 交换机关键技术的基于纠缠的量子交换方案。研究结果表明，该网络模型对于未来大规模量子通信 系统的构建具有十分重要的意义。 ，美键谓 自动交换光网络；量子通信网络；光交叉连接设备；量子交换槐 自此以后．量子密码术的实验和理论研究取得了迅猛发 1 引言 展．新的量子密码术方案以及实验系统被相继提出或证 量子力学和相对论的提出是20世纪物理学两个划时 实。迄今为止，量子密码术的实验研究进展已充分展示了 代的里程碑，量子力学的诞生深刻地改变了人类社会。 其极可能成为下一代实用化高新技术的诱人前景M。在未 20世纪推动社会进步的核能、激光、半导体等高新技术都 来的量子通信网络中，量子交换是一个关键技术。国内外 是以量子力学为基础的。以量子力学为基础的量子信息科 学者对量子交换网络的研究已经取得了很大进展【m删。本 学．将量子科学与信息科学相结合。开辟了量子通信这一 文在目前量子通信技术的基础上。将自动交换光网络 全新的学科方向．建立在量子力学基础上的量子通信具有 (automa6callys诵tched叩ticalnetwork，ASON)核心思想引 经典通信不可比拟的安全必威体育官网网址性和高效性，成为当前的研 入量子通信网络架构中，提出一个传输面与控制面相分离 究热点。一个完整的量子通信系统由经典的通信网络和量 的三层量子通信网络(qu柚tum 子传送网络两部分组成。目前，量子通信的主要形式包括 QCN)模型，由于交换机是组成网络的核心环节，文中基于 量子密码、量子密集编码和量子隐形传态。Be肋en等人在 该模型设计了相应的量子交换机。同时给出了作为实现量 1993年提出了一种量子态隐形传输方案【l】：将某个粒子的子交换机关键技术的基于纠缠的量子交换方案。 未知量子态(即未知量子比特)传送到另一个地方，把另一 2量子通信网络的构建 个粒子制备到这个量子态上。而原来的粒子仍留在原处【11。 AsON是能够智能化自动完成光网络交换连接功能的 ·国家自然科学基金资助项目(No，陕西省自然科学基金 新一代光传送网1141．具备发现功能、路由功能、信令功能、 资助项目(N02010JM8021)，陕西省科学研究项目(No．20loJK834)， 西安邮电学院青年教师科研基金资助项目(N02L20l呻5) 保护和恢复功能、策略功能、业务提供功能等。与传统的光 三瓣三 万方数据 研究与开发 传送网相比。ASON突破性地引入了更加智能化的控制平 面。从而使光网络能够在信令的控制下完成网络连接的自 动建立、资源的自动发现等过程。光交叉连接设备(0XCl为 ASON的核心硬件设备，为其提供交换平台．光交叉连接 设备的引入，使光传送网络组网拓扑从环型、线性结构演 进成高效的网状拓扑。从而可为寻找最优化的光路由或在 图2 QCN体系结构 网络发生故障时快速寻找保护路由提供可能．同时也便于 在全网共享备用资源。ASON自身的伸缩