CN115529125A - 分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法及相关设备 - Google Patents

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CN115529125A
CN115529125A CN202210880589.3A CN202210880589A CN115529125A CN 115529125 A CN115529125 A CN 115529125A CN 202210880589 A CN202210880589 A CN 202210880589A CN 115529125 A CN115529125 A CN 115529125A
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郁小松
王亚子
顾佳明
赵永利
张�杰
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Beijing University of Posts and Telecommunications
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Abstract

本申请提供一种分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法及相关设备，基于预设纠缠分发距离建立所述多个量子节点的网络拓扑图；确定目标量子业务的起点量子节点与终端量子节点；在所述网络拓扑图中确定从所述起点量子节点到所述终端量子节点距离最短的第一路径；基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径，从而实现在分布式量子纠缠分发网络中，为目标量子业务确定出通信距离最短且纠缠制备源满足需求的路由路径。

Description

分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法及相关设备
技术领域
本申请涉及分布式量子纠缠分发网络技术领域，尤其涉及一种分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法及相关设备。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本申请的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
在分布式纠缠分发网络实现隐形传态的过程中，如果源节点和目的节点之间的距离超过有效纠缠分发距离，那么这两个量子节点就不能共享一对纠缠光子对。因此，在一个大规模的分布式纠缠分发网络中，不能够实现任意两个量子节点之间的直接通信，至少需要一个中间节点来构建一个多跳的量子路径来实现源节点到目的节点的信息传输。目前现有的研究方案，对复杂网络结构下的量子纠缠分发网络研究较少，研究工作也主要集中在网络安全领域和量子态传输，很少有工作从量子网络通信层面来研究纠缠分发。因此，对量子纠缠分发网络在网络通信层面进行路由与资源分配是实现量子通信实用化必须要面对的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提出一种分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法及相关设置。
基于上述目的，本申请提供了一种分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法，所述分布式量子纠缠分发网络包括多个量子节点；所述方法包括：
基于预设纠缠分发距离建立所述多个量子节点的网络拓扑图；
确定目标量子业务的起点量子节点与终端量子节点；
在所述网络拓扑图中确定从所述起点量子节点到所述终端量子节点距离最短的第一路径；
基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径。
在一些实施例中，基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径，具体包括：
确定与所述第一路径对应的纠缠制备源是否满足通信需求；
响应于确定与所述第一路径对应的纠缠制备源满足通信需求，将所述第一路径确定为所述目标量子业务的路由路径。
在一些实施例中，确定与所述第一路径对应的纠缠制备源是否满足通信需求，具体包括：
获取与所述第一路径对应的纠缠制备源的第一数量，以及所述第一路径中所有量子节点的第二数量
响应于确定所述第一数量与所述第二数量的差值大于等于1，确定与所述第一路径对应的纠缠制备源满足通信需求；
响应于确定所述第一数量小于所述第二数量的一半，确定与所述第一路径对应的纠缠制备源不满足通信需求；
响应于确定所述第一数量与所述第二数量的差值小于1，且所述第一数量大于等于所述第二数量的一半，基于所述与所述第一路径对应的纠缠制备源的分布位置确定与所述第一路径对应的纠缠制备源是否满足通信需求。
在一些实施例中，基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径，具体包括：
确定与所述第一路径对应的纠缠制备源是否满足通信需求；
响应于确定与所述第一路径对应的纠缠制备源不满足通信需求，在所述网络拓扑图中确定除所述第一路径之外的其他所有路径；
在所述其他所有路径中确定从所述起点量子节点到所述终端量子节点距离最短的第二路径；
基于与所述第二路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径。
在一些实施例中，基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径，具体包括：
获取与所述第一路径对应的量子节点的路由状态；
基于与所述第一路径对应的纠缠制备源以及所述路由状态确定所述目标量子业务的路由路径。
在一些实施例中，在基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径之后，所述方法还包括：
为与所述第一路径对应的量子节点构建纠缠链路，并确定所述纠缠链路的波长资源是否为空；
响应于确定所述纠缠链路的波长资源不为空，为所述纠缠链路匹配目标波长资源。
在一些实施例中，在为所述纠缠链路匹配目标波长资源之后，所述方法还包括：
更新所述纠缠链路的波长资源的状态，并基于所述纠缠制备源为与所述第一路径对应的量子节点分配纠缠光子对。
基于同一发明构思，本申请示例性实施例还提供了一种分布式量子纠缠分发网络的路由确定装置，所述分布式量子纠缠分发网络包括多个量子节点；所述装置包括：
拓扑图模块，基于预设纠缠分发距离建立所述多个量子节点的网络拓扑图；
第一确定模块，确定目标量子业务的起点量子节点与终端量子节点；
第二确定模块，在所述网络拓扑图中确定从所述起点量子节点到所述终端量子节点距离最短的第一路径；
第三确定模块，基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径。
基于同一发明构思，本申请示例性实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法。
基于同一发明构思，本申请示例性实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行如上所述的分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法。
从上面所述可以看出，本申请提供的分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法及相关设备，基于预设纠缠分发距离建立所述多个量子节点的网络拓扑图；确定目标量子业务的起点量子节点与终端量子节点；在所述网络拓扑图中确定从所述起点量子节点到所述终端量子节点距离最短的第一路径；基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径，从而实现在分布式量子纠缠分发网络中，为目标量子业务确定出通信距离最短且纠缠制备源满足需求的路由路径。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例的一种分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法的流程示意图；
图2为本申请实施例的一种分布式量子纠缠分发网络的路由确定装置的结构示意图；
图3为本申请实施例的一种多个量子节点的网络拓扑图；
图4为本申请实施例的一种基于预设纠缠分发距离建立的多个量子节点的网络拓扑图；
图5为本申请实施例的一种具体的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参考若干示例性实施方式来描述本申请的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本申请，而并非以任何方式限制本申请的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
根据本申请的实施方式，提出了一种分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法及相关设备。
在本文中，需要理解的是，附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。
下面参考本申请的若干代表性实施方式，详细阐释本申请的原理和精神。
目前现有的研究方案，对复杂网络结构下的量子纠缠分发网络研究较少，研究工作也主要集中在网络安全领域和量子态传输，很少有工作从量子网络通信层面来研究纠缠分发。而在多个量子节点组成的分布式量子纠缠分发网络中，两个不相邻的量子节点之间包括多种路径，而且，在确定路由路径时，除了需要考虑路径的长短，还需要进一步考虑每种路径对应的纠缠制备源是否满足通信需求。因此，对量子纠缠分发网络在网络通信层面进行路由与资源分配是实现量子通信实用化必须要面对的问题。
为了解决上述问题，本申请提供了一种分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法，具体包括：
基于预设纠缠分发距离建立所述多个量子节点的网络拓扑图；确定目标量子业务的起点量子节点与终端量子节点；在所述网络拓扑图中确定从所述起点量子节点到所述终端量子节点距离最短的第一路径；基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径，从而实现在分布式量子纠缠分发网络中，为目标量子业务确定出通信距离最短且纠缠制备源满足需求的路由路径。
在介绍了本申请的基本原理之后，下面具体介绍本申请的各种非限制性实施方式。
在一些具体的应用场景中，本申请的分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法可以应用于各种涉及分布式量子纠缠分发网络的系统中。
下面结合具体的应用场景，来描述根据本申请示例性实施方式的分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法。需要注意的是，上述应用场景仅是为了便于理解本申请的精神和原理而示出，本申请的实施方式在此方面不受任何限制。相反，本申请的实施方式可以应用于适用的任何场景。
参考图1，本申请实施例提供了一种分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法，所述分布式量子纠缠分发网络包括多个量子节点；所述方法包括以下步骤：
S101，基于预设纠缠分发距离建立所述多个量子节点的网络拓扑图。
具体实施时，在分布式纠缠分发网络实现隐形传态的过程中，如果源节点和目的节点之间的距离超过有效纠缠分发距离，那么这两个量子节点就不能共享一对纠缠光子对。因此，在确定分布式量子纠缠分发网络包括的多个量子节点组成的网络拓扑图时，需要进一步通过预设纠缠分发距离来构建网络拓扑图，从而保证相互形成链路的两个量子节点可以共享一对纠缠光子对，进而保证可以实现量子节点间的点对点通信。参考图3，为一种多个量子节点的网络拓扑图，其中，图3中的每个字母均表示一个量子节点，需要说明的是，图3为未通过预设纠缠分发距离直接构建的一种网络拓扑图，可以看到图3中的链路 lC-E,lC-F,lD-G,lD-H,lE-H的长度较大，若该长度大于预设纠缠分发距离，则链路lC-E,lC-F,lD-G,lD-H,lE-H不可用于量子通信。参考图4，为一种基于预设纠缠分发距离建立的多个量子节点的网络拓扑图，图4中，每个字母均表示一个量子节点。图4与图3相比，去掉了链路长度大于预设纠缠分发距离的链路，保证图4网络拓扑图中的每个链路均能实现点对点的量子通信。
S102，确定目标量子业务的起点量子节点与终端量子节点。
具体实施时，在建立所述多个量子节点的网络拓扑图后，先获取目标量子业务，并确定目标量子业务的起点量子节点与终端量子节点。参考图4，若目标量子业务为A-G，即由量子节点A向量子节点G发送信息，则起点量子节点为A，终端量子节点为G。
S103，在所述网络拓扑图中确定从所述起点量子节点到所述终端量子节点距离最短的第一路径。
具体实施时，确定目标量子业务的起点量子节点与终端量子节点后，通常在所述网络拓扑图中从起点量子节点到终端量子节点有多条路径，为了提高信息传输效率，从中选出距离最短的路径。参考图4，若目标量子业务为A-G，则从A到达G的路径包括PA-C-H-G、PA-B-D-E-G、PA-D-E-F-G等，然后从中选出距离最短的路径为PA-C-H-G。
S104，基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径。
具体实施时，在确定了从所述起点量子节点到所述终端量子节点距离最短的第一路径后，还需要进一步考虑该第一路径对应的纠缠制备源是否满足通信需求。通常为了实现量子通信，在一条路由路径中相邻的两个量子节点至少要对应有一个纠缠制备源，即通过一个纠缠制备源产生一对纠缠光子对，然后将这对纠缠光子对分别分发到相邻的两个量子节点中，从而使相邻的两个量子节点能够实现点对点量子通信。
在一些实施例中，基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径，具体包括：
确定与所述第一路径对应的纠缠制备源是否满足通信需求；
响应于确定与所述第一路径对应的纠缠制备源满足通信需求，将所述第一路径确定为所述目标量子业务的路由路径。
具体实施时，当确定与所述第一路径对应的纠缠制备源满足通信需求时，就可以直接将所述第一路径确定为所述目标量子业务的路由路径。
在一些实施例中，确定与所述第一路径对应的纠缠制备源是否满足通信需求；
响应于确定与所述第一路径对应的纠缠制备源不满足通信需求，在所述网络拓扑图中确定除所述第一路径之外的其他所有路径；
在所述其他所有路径中确定从所述起点量子节点到所述终端量子节点距离最短的第二路径；
基于与所述第二路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径。
具体实施时，当确定与所述第一路径对应的纠缠制备源不满足通信需求时，说明此时的所述第一路径不可用，需要从所述网络拓扑图中确定除所述第一路径之外的其他所有路径，并在所述其他所有路径中确定从所述起点量子节点到所述终端量子节点距离最短的第二路径；该第二路径即排在第一路径之后的次最短路径。在确定第二路径之后，重新根据与所述第二路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径。
需要说明的是，当确定与所述第二路径对应的纠缠制备源不满足通信需求时，需要从所述网络拓扑图中确定除所述第一路径和第二路径之外的其他所有路径，并在该其他所有路径中确定从所述起点量子节点到所述终端量子节点距离最短的第三路径；然后基于与所述第三路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径。可选的，可以不断重复该确定从所述起点量子节点到所述终端量子节点距离最短的路径的过程，直到找到纠缠制备源满足通信需求的路径为止。
在一些实施例中，确定与所述第一路径对应的纠缠制备源是否满足通信需求，具体包括：
获取与所述第一路径对应的纠缠制备源的第一数量，以及所述第一路径中所有量子节点的第二数量
响应于确定所述第一数量与所述第二数量的差值大于等于1，确定与所述第一路径对应的纠缠制备源满足通信需求；
响应于确定所述第一数量小于所述第二数量的一半，确定与所述第一路径对应的纠缠制备源不满足通信需求；
响应于确定所述第一数量与所述第二数量的差值小于1，且所述第一数量大于等于所述第二数量的一半，基于所述与所述第一路径对应的纠缠制备源的分布位置确定与所述第一路径对应的纠缠制备源是否满足通信需求。
具体实施时，为了提高确定纠缠制备源是否满足通信需求的效率，可以先通过纠缠制备源的数量来进行判断。通常纠缠制备源分布在各个量子节点中且每个量子节点最多分布一个纠缠制备源，当纠缠制备源的第一数量与所述第一路径中所有量子节点的第二数量的差不小于1时，即只有一个量子节点中没有分布纠缠制备源，此时，无论纠缠制备源在第一路径中的所有量子节点中怎么分配，均可以实现任意相邻的两个量子节点至少有一个量子节点对应有纠缠制备源。因此，此时与所述第一路径对应的纠缠制备源满足通信需求。当确定所述第一数量小于所述第二数量的一半时，无论纠缠制备源在所有量子节点中怎么分配，均无法满足任意相邻的两个量子节点至少有一个量子节点对应有纠缠制备源，此时与所述第一路径对应的纠缠制备源不满足通信需求。当确定所述第一数量与所述第二数量的差值小于1，且所述第一数量大于等于所述第二数量的一半时，需要根据所述与所述第一路径对应的纠缠制备源的分布位置确定与所述第一路径对应的纠缠制备源是否满足通信需求，可选的，一般情况下，纠缠制备源的分布位置只要满足任意相邻的两个量子节点至少有一个量子节点对应有纠缠制备源，就可以确定与所述第一路径对应的纠缠制备源满足通信需求。
在一些实施例中，基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径，具体包括：
获取与所述第一路径对应的量子节点的路由状态；
基于与所述第一路径对应的纠缠制备源以及所述路由状态确定所述目标量子业务的路由路径。
具体实施时，在确了所述第一路径以及与所述第一路径对应的纠缠制备源的满足量子通信需求后，还需要进一步判断与所述第一路径对应的量子节点的路由状态，该量子节点的路由状态表示每个量子节点的业务量是否超过其最大业务承载量，即每个量子节点是否能够继续与其他量子节点进行通信。可选的，当与所述第一路径对应的纠缠制备源满足通信需求，且与所述第一路径对应的量子节点的路由状态为业务不阻塞，将所述第一路径确定为所述目标量子业务的路由路径。若与所述第一路径对应的量子节点的路由状态为业务阻塞，则需要在所述网络拓扑图中确定除所述第一路径之外的其他所有路径；并在所述其他所有路径中确定从所述起点量子节点到所述终端量子节点距离最短的第二路径；然后确定该第二路径对应的量子节点的路由状态，并重新基于与所述第二路径对应的纠缠制备源以及与所述第二路径对应的路由状态确定所述目标量子业务的路由路径。
在一些实施例中，在基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径之后，所述方法还包括：
为与所述第一路径对应的量子节点构建纠缠链路，并确定所述纠缠链路的波长资源是否为空；
响应于确定所述纠缠链路的波长资源不为空，为所述纠缠链路匹配目标波长资源。
具体实施时，在基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径之后，还需要为与所述第一路径对应的量子节点构建纠缠链路。参考图4，若第一路径为PA-C-H-G，则与之对应的纠缠链路为：{lSNA-A,lSNA-C}， {lSNC-C,lSNC-H}，{lSNH-H,lSNH-G}，其中，链路{lSNA-A,lSNA-C}表示纠缠制备源在量子节点A中，且由该纠缠制备源产生一对纠缠光子对，分别分发到量子节点A和C中，以形成A到C的链路。在确定了与所述第一路径对应的量子节点对应的纠缠链路后，还需要进行一步判断所述纠缠链路的波长资源是否为空。需要说明的是，纠缠链路的波长资源一般为一个固定波段，假设某纠缠链路的波长资源为100nm到500nm，那么通过该纠缠链路进行通信时只能使用100nm 到500nm的波长，且同时通过该纠缠链路进行通信的多个业务之间使用的波段不同，这样当该纠缠链路的所有波段均已经被其他业务使用时，则该纠缠链路的波长资源为空。只有当确定所述纠缠链路的波长资源不为空时，可以为所述纠缠链路匹配目标波长资源，并通过该目标波长资源进行量子通信。可选的，当确定所述纠缠链路的波长资源为空时，需要停止目标量子业务的通信，此时，可以等待所述纠缠链路的波长资源不为空时，重新为所述纠缠链路匹配目标波长资源，或者重新在所述其他所有路径中确定从所述起点量子节点到所述终端量子节点距离最短的第二路径，即重新确定一条次最短的路由路径。
在一些实施例中，在为所述纠缠链路匹配目标波长资源之后，所述方法还包括：
更新所述纠缠链路的波长资源的状态，并基于所述纠缠制备源为与所述第一路径对应的量子节点分配纠缠光子对。
具体实施时，当为所述纠缠链路匹配目标波长资源之后，更新所述纠缠链路的波长资源的状态，即将目标波长资源更新为已被占用状态，从而避免其他业务重复使用该目标波长资源。同时，在为所述纠缠链路匹配目标波长资源之后，根据所述纠缠制备源为与所述第一路径对应的量子节点分配纠缠光子对，从而实现分布式纠缠远程建立。
本申请提供的分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法及相关设备，基于预设纠缠分发距离建立所述多个量子节点的网络拓扑图；确定目标量子业务的起点量子节点与终端量子节点；在所述网络拓扑图中确定从所述起点量子节点到所述终端量子节点距离最短的第一路径；基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径，从而实现在分布式量子纠缠分发网络中，为目标量子业务确定出通信距离最短且纠缠制备源满足需求的路由路径。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种分布式量子纠缠分发网络的路由确定装置。
参考图2，所述分布式量子纠缠分发网络的路由确定装置，所述分布式量子纠缠分发网络包括多个量子节点；所述装置包括：
拓扑图模块201，基于预设纠缠分发距离建立所述多个量子节点的网络拓扑图；
第一确定模块202，确定目标量子业务的起点量子节点与终端量子节点；
第二确定模块203，在所述网络拓扑图中确定从所述起点量子节点到所述终端量子节点距离最短的第一路径；
第三确定模块204，基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
上述实施例的装置用于实现前述任一实施例中相应的分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上任意一实施例所述的分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法。
图5示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM (Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。
总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/ 输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
上述实施例的电子设备用于实现前述任一实施例中相应的分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
示例性程序产品
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法。
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器 (CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
上述实施例的存储介质存储的计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的一种分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
所在领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本申请实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本申请实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本申请实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本申请的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本申请实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本申请的具体实施例对本申请进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本申请实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分布式量子纠缠分发网络的路由确定方法，其特征在于，所述分布式量子纠缠分发网络包括多个量子节点；所述方法包括：
基于预设纠缠分发距离建立所述多个量子节点的网络拓扑图；
确定目标量子业务的起点量子节点与终端量子节点；
在所述网络拓扑图中确定从所述起点量子节点到所述终端量子节点距离最短的第一路径；
基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径，具体包括：
确定与所述第一路径对应的纠缠制备源是否满足通信需求；
响应于确定与所述第一路径对应的纠缠制备源满足通信需求，将所述第一路径确定为所述目标量子业务的路由路径。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径，具体包括：
确定与所述第一路径对应的纠缠制备源是否满足通信需求；
响应于确定与所述第一路径对应的纠缠制备源不满足通信需求，在所述网络拓扑图中确定除所述第一路径之外的其他所有路径；
在所述其他所有路径中确定从所述起点量子节点到所述终端量子节点距离最短的第二路径；
基于与所述第二路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，确定与所述第一路径对应的纠缠制备源是否满足通信需求，具体包括：
获取与所述第一路径对应的纠缠制备源的第一数量，以及所述第一路径中所有量子节点的第二数量
响应于确定所述第一数量与所述第二数量的差值大于等于1，确定与所述第一路径对应的纠缠制备源满足通信需求；
响应于确定所述第一数量小于所述第二数量的一半，确定与所述第一路径对应的纠缠制备源不满足通信需求；
响应于确定所述第一数量与所述第二数量的差值小于1，且所述第一数量大于等于所述第二数量的一半，基于所述与所述第一路径对应的纠缠制备源的分布位置确定与所述第一路径对应的纠缠制备源是否满足通信需求。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径，具体包括：
获取与所述第一路径对应的量子节点的路由状态；
基于与所述第一路径对应的纠缠制备源以及所述路由状态确定所述目标量子业务的路由路径。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径之后，所述方法还包括：
为与所述第一路径对应的量子节点构建纠缠链路，并确定所述纠缠链路的波长资源是否为空；
响应于确定所述纠缠链路的波长资源不为空，为所述纠缠链路匹配目标波长资源。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在为所述纠缠链路匹配目标波长资源之后，所述方法还包括：
更新所述纠缠链路的波长资源的状态，并基于所述纠缠制备源为与所述第一路径对应的量子节点分配纠缠光子对。
8.一种分布式量子纠缠分发网络的路由确定装置，其特征在于，所述分布式量子纠缠分发网络包括多个量子节点；所述装置包括：
拓扑图模块，基于预设纠缠分发距离建立所述多个量子节点的网络拓扑图；
第一确定模块，确定目标量子业务的起点量子节点与终端量子节点；
第二确定模块，在所述网络拓扑图中确定从所述起点量子节点到所述终端量子节点距离最短的第一路径；
第三确定模块，基于与所述第一路径对应的纠缠制备源确定所述目标量子业务的路由路径。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7中任意一项所述的方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106656348A (zh) * 2016-12-16 2017-05-10 东南大学 一种量子通信中纠缠粒子对分发节点的位置分布方法
CN114268371A (zh) * 2021-11-02 2022-04-01 北京邮电大学 量子通道资源分配方法、装置和电子设备

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