摘 要：本文研究了真實互聯(lián)網(wǎng)結構中糾纏滲流協(xié)議的適用性。假設目前的互聯(lián)網(wǎng)可以直接用于量子領域且鏈接是純態(tài)非最大糾纏態(tài)，糾纏滲流協(xié)議可以提供一種遠距離糾纏制備的新方法。糾纏滲流協(xié)議的實用性主要依賴于無標度的度分布和高聚集性，在許多天然的和人造的網(wǎng)絡中，無標度和高聚集性經(jīng)?？梢员挥^察到，譬如Internet網(wǎng)絡。本文研究的結果表明真實互聯(lián)網(wǎng)的拓撲結構在糾纏制備中可以發(fā)揮重要作用。

關鍵詞：糾纏滲流 復雜網(wǎng)絡 聚集性

中圖分類號：TP212 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0001-01

未來量子網(wǎng)絡會提供很多富有吸引力的應用，從量子密鑰、量子傳輸再到分布式的量子計算[1]。這些應用得以實現(xiàn)有一個前提條件，即節(jié)點之間的糾纏形成一個網(wǎng)絡。為了克服糾纏量隨空間距離呈指數(shù)衰減這個現(xiàn)實問題，就需要引入一些額外的設備，例如量子中繼器和量子存儲器等。

作為另外一種解決的方法，糾纏滲透協(xié)議被提出來從而實現(xiàn)遠距離糾纏態(tài)的制備。這種方法把糾纏建立的問題轉換為統(tǒng)計物理中的相變問題。使用局域操作和經(jīng)典通訊，將部分糾纏態(tài)轉換為最大糾纏態(tài)。轉換存在一個所謂的“轉換成功率”。當轉換成功率超出某一個閾值時，涵蓋了大部分網(wǎng)絡的最大糾纏連接子網(wǎng)出現(xiàn)了。通常，該閾值依賴于量子網(wǎng)絡的拓撲結構性質。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。

從基礎和技術層面對糾纏態(tài)的制備的濃厚興趣已經(jīng)導致了對普通和復雜網(wǎng)絡的糾纏滲流的廣泛研究。但是，許多這方面的研究結果都是關于網(wǎng)絡節(jié)點的。由于任何單個的網(wǎng)絡模型都不能包含真是網(wǎng)絡中的所有拓撲特征，研究真實量子網(wǎng)絡中的糾纏滲流協(xié)議的應用性就變得非常必要了。假定將來的量子網(wǎng)絡很可能與現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)有類似的復雜的拓撲結構。

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

假定CEP和GEP運用到了現(xiàn)在的經(jīng)典互聯(lián)網(wǎng)中，我們可以對這些糾纏協(xié)議應用到真實復雜量子網(wǎng)絡的可行性進行評估。在分析中我們用到了skitter網(wǎng)絡和BGP網(wǎng)絡，他們反映了真實的互聯(lián)網(wǎng)AS-lever拓撲的不同方面，即一個反映的是skitter數(shù)據(jù)平臺上的互聯(lián)網(wǎng)流量拓撲結構；另一個反映的是BGP控制平臺的路由系統(tǒng)拓撲結構。

本文研究了現(xiàn)存復雜互聯(lián)網(wǎng)的糾纏滲透協(xié)議。本文研究的結果表明真實互聯(lián)網(wǎng)的高聚集性拓撲結構對網(wǎng)絡化的遠程糾纏制備具有積極的現(xiàn)實意義。

參考文獻

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