CN115883077B - 请求处理方法、装置及电子设备 - Google Patents
请求处理方法、装置及电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115883077B CN115883077B CN202211486050.6A CN202211486050A CN115883077B CN 115883077 B CN115883077 B CN 115883077B CN 202211486050 A CN202211486050 A CN 202211486050A CN 115883077 B CN115883077 B CN 115883077B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- entanglement
- pool
- target
- quantum
- relay node
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 44
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 35
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 31
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 24
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 20
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 10
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 10
- 238000011403 purification operation Methods 0.000 claims description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 22
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 2
- 239000006173 Good's buffer Substances 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
本公开提供了一种请求处理方法、装置及电子设备,涉及量子计算技术领域,具体涉及量子通信技术领域。具体实现方案为:获取预先接收的M个量子纠缠请求中第一量子纠缠请求;基于所述第一量子纠缠请求获取所述第一量子纠缠请求的路径信息和纠缠特征信息,所述路径信息表示的路径包括所述量子网络的第二中继节点;从目标纠缠池中获取与所述纠缠特征信息匹配的目标纠缠,所述目标纠缠池为预先构建的所述第一中继节点的N个纠缠池中与所述第二中继节点匹配的纠缠池;对所述目标纠缠进行贝尔测量操作,得到测量结果,所述测量结果用于确定所述量子网络中两个端节点之间量子纠缠的标准贝尔态;向所述路径信息表示的路径下另一端节点发送所述测量结果。
Description
技术领域
本公开涉及量子计算技术领域,尤其涉及量子通信技术领域,具体涉及一种请求处理方法、装置及电子设备。
背景技术
量子网络是通过量子技术赋能经典网络的一种方式,通过对量子资源以及量子通信技术的使用,来提升经典网络的信息处理能力,加强信息传输的安全性,提供全新的互联网服务。
网络的基本服务是进行不同节点之间信息的传输与交互。经典网络中通常将需要传递的数据直接通过相连的信道进行传输。但是由于量子的退相干性、不可克隆性等特性,量子网络中的量子信息传输方式与经典网络中信息传输的方式不同。具体地,量子网络中在量子信息传输之前,需要先发送量子纠缠请求建立通信双方之间的纠缠对,之后基于该纠缠对使用量子隐形传态协议传输量子信息,以此克服环境对原始传输数据的影响。
目前,通常是量子网络的中继节点接收到量子纠缠请求的情况下,通过启动建立纠缠的协议,来实现对量子纠缠请求的处理,以建立量子网络中通信双方之间的量子纠缠。
发明内容
本公开提供了一种请求处理方法、装置及电子设备。
根据本公开的第一方面,提供了一种请求处理方法,应用于量子网络的第一中继节点,包括:
获取预先接收的M个量子纠缠请求中第一量子纠缠请求,所述M个量子纠缠请求是由所述量子网络的端节点发送的,所述第一量子纠缠请求为所述第一中继节点进行处理的量子纠缠请求,M为正整数;
基于所述第一量子纠缠请求获取所述第一量子纠缠请求的路径信息和纠缠特征信息,所述路径信息表示的路径包括所述量子网络的第二中继节点,所述第二中继节点与所述第一中继节点路径相邻;
从目标纠缠池中获取与所述纠缠特征信息匹配的目标纠缠,所述目标纠缠池为预先构建的所述第一中继节点的N个纠缠池中与所述第二中继节点匹配的纠缠池,所述纠缠池是:基于所述纠缠池对应的目标协议和预设的纠缠源,与所述量子网络中所述第一中继节点路径相邻的其他中继节点共同构建的,所述目标协议用于建立所述量子网络中相邻的两个节点之间的纠缠对,N为正整数;
对所述目标纠缠进行贝尔测量操作,得到测量结果,所述测量结果用于确定所述量子网络中两个端节点之间量子纠缠的标准贝尔态;
向所述路径信息表示的路径下另一端节点发送所述测量结果。
根据本公开的第二方面,提供了一种请求处理装置,应用于量子网络的第一中继节点,包括:
第一获取模块,用于获取预先接收的M个量子纠缠请求中第一量子纠缠请求,所述M个量子纠缠请求是由所述量子网络的端节点发送的,所述第一量子纠缠请求为所述第一中继节点进行处理的量子纠缠请求,M为正整数;
第二获取模块,用于基于所述第一量子纠缠请求获取所述第一量子纠缠请求的路径信息和纠缠特征信息,所述路径信息表示的路径包括所述量子网络的第二中继节点,所述第二中继节点与所述第一中继节点路径相邻;
第三获取模块,用于从目标纠缠池中获取与所述纠缠特征信息匹配的目标纠缠,所述目标纠缠池为预先构建的所述第一中继节点的N个纠缠池中与所述第二中继节点匹配的纠缠池,所述纠缠池是:基于所述纠缠池对应的目标协议和预设的纠缠源,与所述量子网络中所述第一中继节点路径相邻的其他中继节点共同构建的,所述目标协议用于建立所述量子网络中相邻的两个节点之间的纠缠对,N为正整数;
贝尔测量操作模块,用于对所述目标纠缠进行贝尔测量操作,得到测量结果,所述测量结果用于确定所述量子网络中两个端节点之间量子纠缠的标准贝尔态;
第一发送模块,用于向所述路径信息表示的路径下另一端节点发送所述测量结果。
根据本公开的第三方面,提供了一种电子设备,包括:
至少一个处理器;以及
与至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令,该指令被至少一个处理器执行,以使至少一个处理器能够执行第一方面中的任一项方法。
根据本公开的第四方面,提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质,该计算机指令用于使计算机执行第一方面中的任一项方法。
根据本公开的第五方面,提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序在被处理器执行时实现第一方面中的任一项方法。
根据本公开的技术解决了量子网络的中继节点对量子纠缠请求的处理速度比较低的问题,提高了量子网络的中继节点对量子纠缠请求的处理速度。
应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
附图用于更好地理解本方案,不构成对本公开的限定。其中:
图1是根据本公开第一实施例的请求处理方法的流程示意图;
图2是中继节点纠缠池个数和链路数之间的关系示意图;
图3是纠缠池的容量参数设置示意图;
图4是纠缠池的工作流程示意图;
图5是中继节点、协议栈和纠缠池的关系示意图;
图6是根据本公开第二实施例的请求处理装置的结构示意图;
图7是用来实施本公开的实施例的示例电子设备的示意性框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明,其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解,应当将它们认为仅仅是示范性的。因此,本领域普通技术人员应当认识到,可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改,而不会背离本公开的范围和精神。同样,为了清楚和简明,以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
第一实施例
如图1所示,本公开提供一种请求处理方法,包括如下步骤:
步骤S101:获取预先接收的M个量子纠缠请求中第一量子纠缠请求,所述M个量子纠缠请求是由所述量子网络的端节点发送的,所述第一量子纠缠请求为所述第一中继节点进行处理的量子纠缠请求。
其中,M为正整数。
本实施例中,请求处理方法涉及量子计算技术领域,尤其涉及量子通信技术领域,其可以广泛应用于量子网络中端到端的量子纠缠建立场景下。本公开实施例的请求处理方法,可以由本公开实施例的请求处理装置执行。本公开实施例的请求处理装置可以配置在任意电子设备中,以执行本公开实施例的请求处理方法,该电子设备可以为量子网络的第一中继节点对应的设备。
本实施例的请求处理方法应用于量子网络中,该量子网络中可以包括端节点和中继节点,端节点指的是端到端通信的节点。
量子网络的中继节点可以包括第一中继节点,量子网络中,与第一中继节点相邻的节点中包括至少一个中继节点。如,量子网络可以存在很多条途径第一中继节点的量子纠缠建立路径,其中,存在一条量子纠缠建立路径还途径第二中继节点,且第二中继节点与第一中继节点路径相邻。也就是说,第二中继节点可以为第一中继节点的上游节点,也可以为第一中继节点的下游节点。
量子网络的建设和部署不断取得进展,越来越多的用户连接到量子网络中,享受其带来的安全通信服务。同时,在面对大量用户请求产生时如何保证服务的稳定交付和网络的平稳运行也成为了量子网络一个兼具理论和实践意义的问题。
而本实施例的目的即是通过第一中继节点进行途径第一中继节点的量子纠缠请求的处理,提高量子网络的中继节点对量子纠缠请求的执行速度,使得量子网络可以快速且安全地为量子网络中的两个端节点建立端到端的量子纠缠,以基于所建立的两个端节点之间的纠缠对实现两个端节点的端到端量子通信,提高通信安全性。
具体可以通过设计量子网络中继节点的纠缠存储结构,有效地存储和管理中继节点之间建立的纠缠对,提高量子网络的中继节点对量子纠缠请求的执行速度,从而提高整个网络对量子纠缠请求的执行效率。
以下详细介绍本实施例的具体实现过程。
量子纠缠请求是由量子网络的端节点发送,并途径第一中继节点,并需要到达量子纠缠请求的另一端节点的请求,该量子纠缠请求的目的是通过量子网络建立与另一端节点的量子纠缠,以实现安全地量子通信。
端节点可以通过量子网络发起量子纠缠请求,该量子纠缠请求可以携带有量子纠缠请求的路径信息和纠缠特征信息,如端节点可以通过第一协议生成第一报文,第一报文指示发起量子纠缠请求,并通过路由协议获取下一跳节点,以向路径信息表示的路径下另一端节点发送第一报文。
相应的,当路径信息表示的路径途径第一中继节点时,第一中继节点可以接收到由端节点发送的量子纠缠请求。而当存在多个端节点同时发起量子纠缠请求时,第一中继节点可以接收到多个量子纠缠请求。
第一中继节点在接收到M个量子纠缠请求的情况下,可以对其进行存储,如采用请求队列机制对接收到的M个量子纠缠请求进行排队,并可以通过先进先出的原则从请求队列中抛出量子纠缠请求进行调度处理,从而可以得到第一量子纠缠请求。
步骤S102:基于所述第一量子纠缠请求获取所述第一量子纠缠请求的路径信息和纠缠特征信息,所述路径信息表示的路径包括所述量子网络的第二中继节点,所述第二中继节点与所述第一中继节点路径相邻。
该步骤中,路径信息指的是第一量子纠缠请求发送的路径,该路径可以指示到达第一量子纠缠请求的另一端节点,该路径信息表示的路径还包括量子网络的第二中继节点。
其中,第二中继节点的数量可以为1个,其可以为第一中继节点的上游节点,也可以为第一中继节点的下游节点,第二中继节点的数量可以为两个,其分别是第一中继节点的上游节点和下游节点。
纠缠特征信息可以包括纠缠数量和纠缠保真度等。
可以从第一量子纠缠请求对应的报文中获取第一量子纠缠请求的路径信息和纠缠特征信息。如,量子纠缠请求对应的报文中可以携带有量子纠缠请求的请求标识、路径信息和纠缠特征信息等,相应的,通过获取第一量子纠缠请求对应的报文,即可以从该报文中获取到第一量子纠缠请求的请求标识对应的路径信息和纠缠特征信息。
步骤S103:从目标纠缠池中获取与所述纠缠特征信息匹配的目标纠缠,所述目标纠缠池为预先构建的所述第一中继节点的N个纠缠池中与所述第二中继节点匹配的纠缠池,所述纠缠池是:基于所述纠缠池对应的目标协议和预设的纠缠源,与所述量子网络中所述第一中继节点路径相邻的其他中继节点共同构建的,所述目标协议用于建立所述量子网络中相邻的两个节点之间的纠缠对。
其中,N为正整数。
该步骤中,由于量子网络的中继节点在建立相邻节点之间的纠缠时并不需要确定纠缠对会被应用于具体哪个量子纠缠请求,即纠缠对与具体量子纠缠请求无关。因此,可以通过将量子纠缠分发和纠缠存储过程,与量子纠缠请求的交付过程分开,来满足量子网络中多用户对纠缠使用的需求。
具体可以设计一种纠缠存储结构,可以称之为纠缠池,其能够辅助第一中继节点存储和管理与相邻节点建立的纠缠对,其可以是隶属于第一中继节点的队列存储结构,并以量子信息的形式在量子寄存器中存储中继节点之间建立的纠缠对。
量子网络可以错综复杂,其内包括的量子信道众多。在一可选实施方式中,量子网络中每一条量子信道均是双向信道,第一中继节点可以针对每个与其直接相连的中继节点都设置一个纠缠池,分别存储第一中继节点与相邻中继节点所建立的纠缠对。
如图2所示,为中继节点纠缠池个数和链路数之间的关系示意图,该图设定量子网络中的每一条量子信道都是双向信道,且每两个相邻中继节点之间的纠缠源在量子信道的中间。以第一中继节点为中继节点R2为例,对于相邻的中继节点R1,R3,R4各设置了一个纠缠池,分别存储中继节点R2执行量子纠缠分发协议如EntGen协议与相邻中继节点所建立的纠缠对。其中,纠缠池之间的虚线表示纠缠源发送纠缠的链路和方向。
比如,纠缠池201是中继节点R2和中继节点R1共同建立的纠缠池,纠缠池202是中继节点R2和中继节点R3共同建立的纠缠池。
第一中继节点在获取到路径信息和纠缠特征信息的情况下,可以基于路径信息从预先构建的第一中继节点的N个纠缠池中,获取与第二中继节点匹配的纠缠池,得到目标纠缠池。
其中,目标纠缠池的数量可以为1个,如路径信息表示的路径下与第一中继节点相邻的两个节点中,一个为端节点,另一个为中继节点的情况下,目标纠缠池的数量为1个。
目标纠缠池的数量也可以为两个,如路径信息表示的路径下与第一中继节点相邻的两个节点均为中继节点的情况下,目标纠缠池的数量为两个,分别为第一中继节点与路径信息表示的路径中下游节点的第二中继节点建立的纠缠池,以及第一中继节点与路径信息表示的路径中上游节点的第二中继节点建立的纠缠池。
如图2所示,以第一中继节点为中继节点R2为例,第一量子纠缠请求的路径信息表示的路径下包括中继节点R1、中继节点R2和中继节点R3,其第一量子纠缠请求的发送方向为中继节点R1->中继节点R2->中继节点R3,即第一中继节点相邻的两个节点均为中继节点,此时目标纠缠池的数量为两个,分别为纠缠池201和纠缠池202。
之后,在获取到目标纠缠池的情况下,针对每个目标纠缠池,可以从目标纠缠池中获取与纠缠特征信息匹配的目标纠缠。其中,与纠缠特征信息匹配的目标纠缠可以指的是与纠缠特征信息指示的纠缠数量相同,且保真度大于或等于纠缠特征信息指示的纠缠保真度的纠缠。
比如,纠缠特征信息包括纠缠数量和纠缠保真度,在纠缠池中包括预先存储的纠缠(如在交付纠缠之前,可以预先通过目标协议如EntGen协议建立纠缠对并填充纠缠池)的情况下,则可以从目标纠缠池中获取相应纠缠数量的纠缠,且获取的纠缠的保真度需要大于或等于相应的纠缠保真度,从而实现该目标纠缠池对量子纠缠请求的纠缠交付。
步骤S104:对所述目标纠缠进行贝尔测量操作,得到测量结果,所述测量结果用于确定所述量子网络中两个端节点之间量子纠缠的标准贝尔态。
步骤S105:向所述路径信息表示的路径下另一端节点发送所述测量结果。
在步骤S104和步骤S105中,在获取到目标纠缠的情况下,若查询到第一中继节点与其相邻上游节点和下游节点均建立好纠缠,则可以基于第一中继节点与其相邻上游节点和下游节点的两组纠缠(包括目标纠缠)进行贝尔测量操作,得到测量结果。
其中,贝尔测量操作可以称之为纠缠交换操作,即通过各个中继节点获取的纠缠进行贝尔测量操作,并将贝尔测量操作得到的测量结果发送给路径信息表示的路径下另一端节点,在各个中继节点均完成贝尔测量操作的情况下,即完成了路径信息表示的路径下两个端节点之间的纠缠对的建立。相应的,路径信息表示的路径下另一端节点可以基于中继节点发送的测量结果确定量子网络中两个端节点之间量子纠缠的标准贝尔态。
路径信息表示的路径下另一端节点可以将中继节点发送的测量结果执行异或操作,基于异或操作的值可以确定路径信息表示的路径下两个端节点之间量子纠缠的标准贝尔态。
在一可选实施方式中,若异或操作的值均为0,则两个端节点交付的量子纠缠均对应标准的贝尔态。
在另一可选实施方式中,若异或操作的值存在1,则路径信息表示的路径下另一端节点交付的量子纠缠与标准的贝尔态(即(|00>
|11>/√2)之间相差一些局部的泡利Pauli X和Pauli Z门操作,可以对其所交付的量子纠缠执行相应局部的操作,以获得标准的贝尔态,从而可以通过在通信双方执行量子隐形传态协议,实现两个端节点之间准确且安全地量子通信。
本实施例中,第一中继节点通过设计纠缠池结构,通过预先构建中继节点之间的纠缠对并存储在纠缠池中,当量子纠缠请求被中继节点处理时,可以直接从纠缠池中获取已生成的纠缠交付给量子纠缠请求,相对于中继节点调度请求再开始执行目标协议如EntGen协议即时建立纠缠对并交付,可以节省纠缠生成所需的时间,如此可以高效处理端到端的量子纠缠请求,显著缩短量子纠缠请求在中继节点上交付所需要的时间,从而可以提高量子网络的中继节点对量子纠缠请求的执行速度,进而可以提高整个网络对量子纠缠请求的执行效率,为用户提供高质量的量子通信服务。并且,通过纠缠池的设计,为处理量子网络中大量并发的量子纠缠请求起到了很好的缓冲作用,实现了对量子网络中继节点的纠缠资源的有效管理,提高了整个量子网络的信息处理的效率和稳定性,具有实用意义。
可选的,所述步骤S103具体包括:
检测所述目标纠缠池的可用容量,所述可用容量用于指示所述目标纠缠池中可交付的最大纠缠对数;
在所述可用容量大于服务暂停容量的情况下,从所述目标纠缠池中获取与所述纠缠特征信息匹配的目标纠缠,所述服务暂停容量用于指示所述目标纠缠池停止向量子纠缠请求交付纠缠的最大纠缠对数。
本实施方式中,为有效管理纠缠池中存储的纠缠,高效处理端到端的量子纠缠请求,可以为纠缠池设置一些参数,每个纠缠池设置的参数可以相同,也可以不同,这里不进行具体限定。其中,纠缠池设置的参数中可以包括可用容量和服务暂停容量。
可用容量用于指示目标纠缠池中可交付的最大纠缠对数,而服务暂停容量用于指示目标纠缠池停止向量子纠缠请求交付纠缠的最大纠缠对数。其中,两个中继节点之间基于同一预设的纠缠源所建立的两个纠缠为一个纠缠对,分别存储在两个对应的纠缠池中,目标纠缠池中可交付的最大纠缠对数即指的是目标纠缠池中存储的最大纠缠数,纠缠池设置的其他参数所指示的最大纠缠对数的概念均类似,这里不进行一一介绍。
纠缠池在每次向量子纠缠请求交付纠缠之后,都会检查其中的可用纠缠对数是否低于该阈值容量,如果是则该纠缠池暂停对量子纠缠请求提供服务,即暂停该纠缠池向其他量子纠缠请求交付纠缠。
具体的,第一中继节点在基于目标纠缠池交付纠缠之前,可以通过检测目标纠缠池的纠缠数,来检测目标纠缠池的可用容量。当检测到可用容量大于预先设定的服务暂停容量时,可以从目标纠缠池中获取与纠缠特征信息匹配的目标纠缠。如此,可以高效管理纠缠池中存储的纠缠,提高对量子纠缠请求交付纠缠的成功率。
可选的,所述在所述可用容量大于服务暂停容量的情况下,从所述目标纠缠池中获取与所述纠缠特征信息匹配的目标纠缠之后,还包括:
在所述可用容量小于或等于所述服务暂停容量的情况下,暂停所述目标纠缠池向所述M个量子纠缠请求中其他量子纠缠请求交付纠缠;
基于预设的纠缠源,执行所述目标纠缠池对应的目标协议,建立所述第一中继节点与所述第二中继节点之间的纠缠;
将执行所述目标纠缠池对应的目标协议所建立的纠缠填充至所述目标纠缠池;
在所述可用容量大于或等于服务恢复容量的情况下,恢复所述目标纠缠池向所述其他量子纠缠请求交付纠缠,所述服务恢复容量用于指示所述目标纠缠池恢复向量子纠缠请求交付纠缠的最小纠缠对数。
本实施方式中,纠缠池设置的参数中还可以包括服务恢复容量,服务恢复容量用于指示目标纠缠池恢复向量子纠缠请求交付纠缠的最小纠缠对数。
纠缠池在每次向请求交付纠缠之后,都会检查其中的可用容量是否小于或等于服务暂停容量,如果是,则该目标纠缠池可以暂停对M个量子纠缠请求中其他量子纠缠请求提供服务(即交付纠缠)。同时,可以基于第一中继节点和第二中继节点之间预设的纠缠源,通过目标纠缠池对应的目标协议(例如EntGen协议)开始与第二中继节点建立纠缠对,以填充目标纠缠池。
举例来说,如图2所示,目标纠缠池为纠缠池201和纠缠池202,纠缠池在向第一量子纠缠请求交付纠缠之后,会检测纠缠池201和纠缠池202的可用容量。若检测到纠缠池201的可用容量小于或等于纠缠池201的服务暂停容量,则在暂停纠缠池201向其他量子纠缠请求交付纠缠的同时,基于中继节点R1和中继节点R2之间预设的纠缠源,通过纠缠池201对应的EntGen协议建立中继节点R1和中继节点R2之间链路的纠缠对,并将建立的纠缠填充至纠缠池201中。
而若检测到纠缠池202的可用容量小于或等于纠缠池202的服务暂停容量,则在暂停纠缠池202向其他量子纠缠请求交付纠缠的同时,基于中继节点R2和中继节点R3之间预设的纠缠源,通过纠缠池202对应的EntGen协议建立中继节点R2和中继节点R3之间链路的纠缠对,并将建立的纠缠填充至纠缠池202中。
当纠缠池触发填充机制时,EntGen协议会开始建立纠缠,并在完成一定量的纠缠生成后,将其补充到纠缠池中,并检查纠缠池当前可用容量是否达到服务恢复容量。如果达到,则重新开始对其他量子纠缠请求提供服务。
如此,通过纠缠池的可用容量、服务暂停容量和服务恢复容量的参数设置,并在纠缠池服务暂停时触发填充机制,这样可以为处理量子网络中大量并发的请求起到很好地缓冲作用,可以实现对量子网络中继节点的纠缠资源的有效管理,从而能够有效减少一个端到端的量子纠缠请求执行所需的时间,提高整个量子网络的信息处理效率和稳定性,具有实用意义。
可选的,在恢复所述目标纠缠池向所述其他量子纠缠请求交付纠缠的同时,执行所述目标纠缠池对应的目标协议,以对所述目标纠缠池进行纠缠填充;所述方法还包括:
在所述可用容量达到最大容量的情况下,停止执行所述目标纠缠池对应的目标协议,所述最大容量指示所述目标纠缠池可存储的最大纠缠对数;
在所述可用容量小于或等于所述服务暂停容量的情况下,再次暂停所述目标纠缠池向所述其他量子纠缠请求交付纠缠。
本实施方式中,触发填充机制后,EntGen协议会在生成一定数量的纠缠之后将其交付以填充纠缠池,纠缠池收到纠缠后检查自身的可用容量,如果大于或等于服务恢复容量,则恢复向请求提供服务。同时,EntGen协议继续运行,此时,纠缠池的填充和向量子纠缠请求交付纠缠可以并行进行。
经过一段时间之后,可能进入以下两个状态:
若采用目标纠缠池交付纠缠的量子纠缠请求数量较少,目标纠缠池的可用容量等于最大容量。此时,目标纠缠池可以通知对应的EntGen协议停止建立纠缠,目标纠缠池完成填充。其中,最大容量指示目标纠缠池可存储的最大纠缠对数。
若采用目标纠缠池交付纠缠的量子纠缠请求数量较多,目标纠缠池的可用容量小于或等于服务暂停容量,再次暂停目标纠缠池向其他未处理的量子纠缠请求交付纠缠。
如此,通过服务暂停容量和服务恢复容量的参数设计,并设置在恢复向请求提供服务时,纠缠池的填充和向量子纠缠请求交付纠缠可以并行进行,这样可以使纠缠池可以在多数时间内并行工作,进一步提高量子纠缠请求处理的速度。
纠缠池的容量参数设置如图3所示,其设置的容量参数可以包括最大容量、可用容量、服务恢复容量和服务暂停容量。其中,服务恢复容量大于服务暂停容量,两者均小于最大容量。
纠缠池的工作流程如图4所示,向量子纠缠请求交付纠缠可能使纠缠池的工作状态发生变化,不同工作状态及其相互之间的转化过程如下:
状态1.当纠缠池的可用容量大于服务暂停容量时,纠缠池可以对量子纠缠请求提供服务;
状态2.在每次交付纠缠之后,纠缠池检查自身的可用容量是否大于服务暂停容量,如果不大于则暂停对请求提供服务,并通知对应EntGen协议开始建立链路的纠缠对;
状态3.EntGen协议会在生成了一定数量的纠缠之后将其交付以填充纠缠池,纠缠池收到纠缠后检查自身的可用容量,如果大于或等于服务恢复容量,则恢复向请求提供服务。同时,EntGen协议继续运行;
状态4.纠缠池向请求提供服务和EntGen协议建立纠缠以填充纠缠池并行运行。经过一段时间之后可能进入以下两个状态:
a)请求数量较少,纠缠池可用容量等于最大容量,此时纠缠池通知EntGen协议停止建立纠缠,纠缠池完成填充,返回状态1;
b)请求数量较多,纠缠池可用容量不大于服务暂停容量,纠缠池再次暂停向请求提供服务,返回状态3。
可选的,所述基于预设的纠缠源,执行所述目标纠缠池对应的目标协议,建立所述第一中继节点与所述第二中继节点之间的纠缠之前,还包括:
向所述第二中继节点发送纠缠填充请求,所述纠缠填充请求用于通知所述第二中继节点中第一纠缠池与所述目标纠缠池进行纠缠对填充,所述目标纠缠池与所述第一纠缠池互为对偶纠缠池,所述对偶纠缠池为属于一条链路两端的中继节点,由两个对应的目标协议负责建立纠缠对并填充的两个纠缠池;
所述基于预设的纠缠源,执行所述目标纠缠池对应的目标协议,建立所述第一中继节点与所述第二中继节点之间的纠缠,包括:
在接收到所述第二中继节点基于所述纠缠填充请求发送的确认信息的情况下,基于预设的纠缠源,执行所述目标纠缠池对应的目标协议,建立所述第一中继节点与所述第二中继节点之间的纠缠,所述确认信息指示所述第一纠缠池处于目标状态,所述目标状态指示所述第一纠缠池检测到的可用容量小于或等于所述服务暂停容量。
本实施方式中,中继节点之间通过执行EntGen协议建立链路的纠缠对,生成的纠缠对分别按照先进先出的顺序存入两个对应的纠缠池中,并被EntGen的上层协议(例如路由协议)调用,以交付纠缠。
在一个中继节点中,每个纠缠池都与一个目标协议如EntGen协议一一对应,EntGen协议的启动和停止都由该纠缠池控制,如图5所示是中继节点、协议栈和纠缠池的关系示意图,分别属于一条链路两端的中继节点,由一对EntGen负责建立纠缠对并填充的两个纠缠池,可以称两者互为对偶纠缠池。如图5中节点Ri的纠缠池2和节点Ri+1的纠缠池1互为对偶纠缠池。其中,虚线表示中继节点之间发送的量子信息,其两边指示的是一对EntGen,实线表示中继节点内部传输地以量子信息形式存储的纠缠。
当目标纠缠池的可用容量低于服务暂停容量时,其会暂停向请求提供服务,并通知EntGen协议准备建立纠缠。该目标纠缠池会首先查询其对偶纠缠池是否也处于目标状态(即对偶纠缠池的可用容量小于或等于服务暂停容量),具体可以向第二中继节点发送纠缠填充请求,以通知第二中继节点中第一纠缠池与目标纠缠池共同进行纠缠填充,第一纠缠池和目标纠缠池所填充的纠缠为基于同一预设的纠缠源,并执行一对EntGen所建立的纠缠对。
相应的,在第二中继节点处于目标状态的情况下,第二中继节点可以基于该纠缠填充请求发送确认信息,以告知第一中继节点与目标纠缠池互为对偶纠缠池的第一纠缠池处于目标状态,可以开始建立纠缠对。第一中继节点在接收到确认信息的情况下,可以开始针对目标纠缠池建立纠缠对,否则等待其对偶纠缠池也准备建立纠缠时再一起开始建立纠缠对。
如此,通过设置对偶纠缠池,可以高效且准确地进行纠缠池的填充,实现对中继节点的纠缠资源进行有效管理。
可选的,预先构建的所述对偶纠缠池包括如下特征:
纠缠池有且只有一个对偶纠缠池;
互为对偶纠缠池的纠缠池中存储的纠缠对一一对应且按相同顺序存储;
互为对偶纠缠池的纠缠池的基础参数一致,所述基础参数包括最大容量、可用容量、服务暂停容量和服务恢复容量;
互为对偶纠缠池的纠缠池对应的目标协议一一对应。
如此,保证高效且准确地进行纠缠池的填充工作。
可选的,所述第二中继节点的数量为两个,所述目标纠缠池包括第二纠缠池和第三纠缠池,所述第二纠缠池为所述第一中继节点与所述路径信息表示的路径中下游节点的第二中继节点建立的纠缠池,所述第三纠缠池为所述第一中继节点与所述路径信息表示的路径中上游节点的第二中继节点建立的纠缠池;
所述步骤S103具体包括:
从所述第二纠缠池和所述第三纠缠池中分别获取与所述纠缠特征信息匹配的所述目标纠缠。
本实施方式中,以第一中继节点为中继节点R2为例,第二中继节点分别为中继节点R1和中继节点R3,则第二纠缠池和第三纠缠池分别为纠缠池201和纠缠池202。
如此,可以从第二纠缠池和第三纠缠池中分别获取与纠缠特征信息匹配的目标纠缠,高效地完成第一中继节点对第一量子纠缠请求的纠缠交付。
可选的,所述纠缠池所存储的纠缠为量子信息的形式。如此,实现纠缠池对纠缠的存储。并且,纠缠池设计依赖于性能较好的量子寄存器,以保证其存储的量子信息具有较长时间的相干性。
可选的,所述方法还包括:
检测所述纠缠池中纠缠对的存储时间;
将所述纠缠池中所述存储时间超出存储阈值时间的纠缠对进行删除;
其中,所述存储阈值时间指示存储的纠缠对在所述纠缠池中的最长时间。
本实施方式中,与经典信息不同,量子寄存器中存储的量子态会由于周围环境的影响而退相干,使得存储在量子寄存器中的纠缠对的保真度会随着时间而降低。
因此,纠缠池需要进行定期维护以保证纠缠对的交付质量。在一可选实施方式,可以为纠缠池设置存储阈值时间的参数,当检测到纠缠对的存储时间超出存储阈值时间时,纠缠池则将该纠缠对自动废弃。如此,保证纠缠池对量子纠缠请求的交付质量。
可选的,所述方法还包括:
每隔检测时间间隔,按照随机抽样概率对所述纠缠池进行纠缠对的抽样,所述检测时间间隔指示纠缠池进行随机抽样以检测纠缠保真度的时间间隔,所述随机抽样概率指示对所述纠缠池中的纠缠对进行随机抽样检测的概率;
对抽样出的纠缠对进行保真度的检测;
在检测到的保真度小于或等于预设阈值的情况下,暂停所述纠缠池对量子纠缠请求交付纠缠,并对所述纠缠池中的纠缠对进行量子纠缠提纯操作,以提高所述纠缠池中纠缠对的保真度。
本实施方式中,纠缠池需要进行定期维护以保证纠缠对的交付质量。
在另一可选实施方式中,可以为纠缠池设置检测时间间隔和随机抽样概率的参数,纠缠池可以每隔检测时间间隔,按照随机抽样概率定期对纠缠池中的纠缠对进行随机抽样,以检测纠缠池中抽样出的纠缠对的保真度。
如果检测到的保真度如抽样出的纠缠对的平均保真度不符合一定阈值要求,如小于或等于预设阈值时,则暂停纠缠池对量子纠缠请求交付纠缠,并自动触发对纠缠池中的纠缠对进行量子纠缠提纯操作,以加强保真度,待完成量子纠缠提纯操作后再恢复服务。
如此,可以进一步保证纠缠池对量子纠缠请求的交付质量。
可选的,所述步骤S101之前,还包括:
针对所述量子网络中与所述第一中继节点路径相邻的每个中继节点,基于所述第一中继节点与相邻的所述中继节点之间预设的纠缠源,创建与相邻的所述中继节点的纠缠池互为对偶纠缠池的一个纠缠池,得到N个纠缠池。
本实施方式中,量子网络中每一条量子信道均是双向信道,第一中继节点可以针对每个与其直接相连的中继节点都设置一个纠缠池,存储与其相邻的中继节点所建立的纠缠对,如图2所示,如此,可以实现第一中继节点对纠缠池的创建。
第二实施例
如图6所示,本公开提供一种请求处理装置600,应用于量子网络的第一中继节点,包括:
第一获取模块601,用于获取预先接收的M个量子纠缠请求中第一量子纠缠请求,所述M个量子纠缠请求是由所述量子网络的端节点发送的,所述第一量子纠缠请求为所述第一中继节点进行处理的量子纠缠请求,M为正整数;
第二获取模块602,用于基于所述第一量子纠缠请求获取所述第一量子纠缠请求的路径信息和纠缠特征信息,所述路径信息表示的路径包括所述量子网络的第二中继节点,所述第二中继节点与所述第一中继节点路径相邻;
第三获取模块603,用于从目标纠缠池中获取与所述纠缠特征信息匹配的目标纠缠,所述目标纠缠池为预先构建的所述第一中继节点的N个纠缠池中与所述第二中继节点匹配的纠缠池,所述纠缠池是:基于所述纠缠池对应的目标协议和预设的纠缠源,与所述量子网络中所述第一中继节点路径相邻的其他中继节点共同构建的,所述目标协议用于建立所述量子网络中相邻的两个节点之间的纠缠对,N为正整数;
贝尔测量操作模块604,用于对所述目标纠缠进行贝尔测量操作,得到测量结果,所述测量结果用于确定所述量子网络中两个端节点之间量子纠缠的标准贝尔态;
第一发送模块605,用于向所述路径信息表示的路径下另一端节点发送所述测量结果。
可选的,所述第三获取模块603包括:
检测单元,用于检测所述目标纠缠池的可用容量,所述可用容量用于指示所述目标纠缠池中可交付的最大纠缠对数;
获取单元,用于在所述可用容量大于服务暂停容量的情况下,从所述目标纠缠池中获取与所述纠缠特征信息匹配的目标纠缠,所述服务暂停容量用于指示所述目标纠缠池停止向量子纠缠请求交付纠缠的最大纠缠对数。
可选的,还包括:
第一暂停模块,用于在所述可用容量小于或等于所述服务暂停容量的情况下,暂停所述目标纠缠池向所述M个量子纠缠请求中其他量子纠缠请求交付纠缠;
建立纠缠模块,用于基于预设的纠缠源,执行所述目标纠缠池对应的目标协议,建立所述第一中继节点与所述第二中继节点之间的纠缠;
填充模块,用于将执行所述目标纠缠池对应的目标协议所建立的纠缠填充至所述目标纠缠池;
恢复模块,用于在所述可用容量大于或等于服务恢复容量的情况下,恢复所述目标纠缠池向所述其他量子纠缠请求交付纠缠,所述服务恢复容量用于指示所述目标纠缠池恢复向量子纠缠请求交付纠缠的最小纠缠对数。
可选的,在恢复所述目标纠缠池向所述其他量子纠缠请求交付纠缠的同时,执行所述目标纠缠池对应的目标协议,以对所述目标纠缠池进行纠缠填充;所述装置还包括:
停止执行模块,用于在所述可用容量达到最大容量的情况下,停止执行所述目标纠缠池对应的目标协议,所述最大容量指示所述目标纠缠池可存储的最大纠缠对数;
第二暂停模块,用于在所述可用容量小于或等于所述服务暂停容量的情况下,再次暂停所述目标纠缠池向所述其他量子纠缠请求交付纠缠。
可选的,还包括:
第二发送模块,用于向所述第二中继节点发送纠缠填充请求,所述纠缠填充请求用于通知所述第二中继节点中第一纠缠池与所述目标纠缠池进行纠缠对填充,所述目标纠缠池与所述第一纠缠池互为对偶纠缠池,所述对偶纠缠池为属于一条链路两端的中继节点,由两个对应的目标协议负责建立纠缠对并填充的两个纠缠池;
所述建立纠缠模块,具体用于在接收到所述第二中继节点基于所述纠缠填充请求发送的确认信息的情况下,基于预设的纠缠源,执行所述目标纠缠池对应的目标协议,建立所述第一中继节点与所述第二中继节点之间的纠缠,所述确认信息指示所述第一纠缠池处于目标状态,所述目标状态指示所述第一纠缠池检测到的可用容量小于或等于所述服务暂停容量。
可选的,预先构建的所述对偶纠缠池包括如下特征:
纠缠池有且只有一个对偶纠缠池;
互为对偶纠缠池的纠缠池中存储的纠缠对一一对应且按相同顺序存储;
互为对偶纠缠池的纠缠池的基础参数一致,所述基础参数包括最大容量、可用容量、服务暂停容量和服务恢复容量;
互为对偶纠缠池的纠缠池对应的目标协议一一对应。
可选的,所述第二中继节点的数量为两个,所述目标纠缠池包括第二纠缠池和第三纠缠池,所述第二纠缠池为所述第一中继节点与所述路径信息表示的路径中下游节点的第二中继节点建立的纠缠池,所述第三纠缠池为所述第一中继节点与所述路径信息表示的路径中上游节点的第二中继节点建立的纠缠池;
所述第三获取模块603,具体用于从所述第二纠缠池和所述第三纠缠池中分别获取与所述纠缠特征信息匹配的所述目标纠缠。
可选的,所述纠缠池所存储的纠缠为量子信息的形式。
可选的,还包括:
时间检测模块,用于检测所述纠缠池中纠缠对的存储时间;
删除模块,用于将所述纠缠池中所述存储时间超出存储阈值时间的纠缠对进行删除;
其中,所述存储阈值时间指示存储的纠缠对在所述纠缠池中的最长时间。
可选的,还包括:
抽样模块,用于每隔检测时间间隔,按照随机抽样概率对所述纠缠池进行纠缠对的抽样,所述检测时间间隔指示纠缠池进行随机抽样以检测纠缠保真度的时间间隔,所述随机抽样概率指示对所述纠缠池中的纠缠对进行随机抽样检测的概率;
保真度检测模块,用于对抽样出的纠缠对进行保真度的检测;
第三暂停模块,用于在检测到的保真度小于或等于预设阈值的情况下,暂停所述纠缠池对量子纠缠请求交付纠缠;
提纯操作模块,用于对所述纠缠池中的纠缠对进行量子纠缠提纯操作,以提高所述纠缠池中纠缠对的保真度。
可选的,还包括:
创建模块,用于针对所述量子网络中与所述第一中继节点路径相邻的每个中继节点,基于所述第一中继节点与相邻的所述中继节点之间预设的纠缠源,创建与相邻的所述中继节点的纠缠池互为对偶纠缠池的一个纠缠池,得到N个纠缠池。
本公开提供的请求处理装置600能够实现请求处理方法实施例实现的各个过程,且能够达到相同的有益效果,为避免重复,这里不再赘述。
本公开的技术方案中,所涉及的用户个人信息的收集、存储、使用、加工、传输、提供和公开等处理,均符合相关法律法规的规定,且不违背公序良俗。
根据本公开的实施例,本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。
图7示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机,诸如,膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置,诸如,个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例,并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。
如图7所示,设备700包括计算单元701,其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的计算机程序或者从存储单元708加载到随机访问存储器(RAM)703中的计算机程序,来执行各种适当的动作和处理。在RAM 703中,还可存储设备700操作所需的各种程序和数据。计算单元701、ROM 702以及RAM 703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。
设备700中的多个部件连接至I/O接口705,包括:输入单元706,例如键盘、鼠标等;输出单元707,例如各种类型的显示器、扬声器等;存储单元708,例如磁盘、光盘等;以及通信单元709,例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元709允许设备700通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
计算单元701可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元701的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元701执行上文所描述的各个方法和处理,例如请求处理方法。例如,在一些实施例中,请求处理方法可被实现为计算机软件程序,其被有形地包含于机器可读介质,例如存储单元708。在一些实施例中,计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 702和/或通信单元709而被载入和/或安装到设备700上。当计算机程序加载到RAM 703并由计算单元701执行时,可以执行上文描述的请求处理方法的一个或多个步骤。备选地,在其他实施例中,计算单元701可以通过其他任何适当的方式(例如,借助于固件)而被配置为执行请求处理方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括:实施在一个或者多个计算机程序中,该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释,该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器,可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令,并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器,使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行,作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本公开的上下文中,机器可读介质可以是有形的介质,其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备,或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互,可以在计算机上实施此处描述的系统和技术,该计算机具有:用于向用户显示信息的显示装置(例如,CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器);以及键盘和指向装置(例如,鼠标或者轨迹球),用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互;例如,提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如,视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈);并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如,作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如,应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如,具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机,用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如,通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括:局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。
计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器,也可以为分布式系统的服务器,或者是结合了区块链的服务器。
应该理解,可以使用上面所示的各种形式的流程,重新排序、增加或删除步骤。例如,本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行,只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果,本文在此不进行限制。
上述具体实施方式,并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是,根据设计要求和其他因素,可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本公开保护范围之内。
Claims (24)
1.一种请求处理方法,应用于量子网络的第一中继节点,包括:
获取预先接收的M个量子纠缠请求中第一量子纠缠请求,所述M个量子纠缠请求是由所述量子网络的端节点发送的,所述第一量子纠缠请求为所述第一中继节点进行处理的量子纠缠请求,M为正整数;
基于所述第一量子纠缠请求获取所述第一量子纠缠请求的路径信息和纠缠特征信息,所述路径信息表示的路径包括所述量子网络的第二中继节点,所述第二中继节点与所述第一中继节点路径相邻;
从目标纠缠池中获取与所述纠缠特征信息匹配的目标纠缠,所述目标纠缠池为预先构建的所述第一中继节点的N个纠缠池中与所述第二中继节点匹配的纠缠池,所述纠缠池是:基于所述纠缠池对应的目标协议和预设的纠缠源,与所述量子网络中所述第一中继节点路径相邻的其他中继节点共同构建的,所述目标协议用于建立所述量子网络中相邻的两个节点之间的纠缠对,N为正整数;
对所述目标纠缠进行贝尔测量操作,得到测量结果,所述测量结果用于确定所述量子网络中两个端节点之间量子纠缠的标准贝尔态;
向所述路径信息表示的路径下另一端节点发送所述测量结果。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述从目标纠缠池中获取与所述纠缠特征信息匹配的目标纠缠,包括:
检测所述目标纠缠池的可用容量,所述可用容量用于指示所述目标纠缠池中可交付的最大纠缠对数;
在所述可用容量大于服务暂停容量的情况下,从所述目标纠缠池中获取与所述纠缠特征信息匹配的目标纠缠,所述服务暂停容量用于指示所述目标纠缠池停止向量子纠缠请求交付纠缠的最大纠缠对数。
3.根据权利要求2所述的方法,所述在所述可用容量大于服务暂停容量的情况下,从所述目标纠缠池中获取与所述纠缠特征信息匹配的目标纠缠之后,还包括:
在所述可用容量小于或等于所述服务暂停容量的情况下,暂停所述目标纠缠池向所述M个量子纠缠请求中其他量子纠缠请求交付纠缠;
基于预设的纠缠源,执行所述目标纠缠池对应的目标协议,建立所述第一中继节点与所述第二中继节点之间的纠缠;
将执行所述目标纠缠池对应的目标协议所建立的纠缠填充至所述目标纠缠池;
在所述可用容量大于或等于服务恢复容量的情况下,恢复所述目标纠缠池向所述其他量子纠缠请求交付纠缠,所述服务恢复容量用于指示所述目标纠缠池恢复向量子纠缠请求交付纠缠的最小纠缠对数。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,在恢复所述目标纠缠池向所述其他量子纠缠请求交付纠缠的同时,执行所述目标纠缠池对应的目标协议,以对所述目标纠缠池进行纠缠填充;所述方法还包括:
在所述可用容量达到最大容量的情况下,停止执行所述目标纠缠池对应的目标协议,所述最大容量指示所述目标纠缠池可存储的最大纠缠对数;
在所述可用容量小于或等于所述服务暂停容量的情况下,再次暂停所述目标纠缠池向所述其他量子纠缠请求交付纠缠。
5.根据权利要求3所述的方法,所述基于预设的纠缠源,执行所述目标纠缠池对应的目标协议,建立所述第一中继节点与所述第二中继节点之间的纠缠之前,还包括:
向所述第二中继节点发送纠缠填充请求,所述纠缠填充请求用于通知所述第二中继节点中第一纠缠池与所述目标纠缠池进行纠缠对填充,所述目标纠缠池与所述第一纠缠池互为对偶纠缠池,所述对偶纠缠池为属于一条链路两端的中继节点,由两个对应的目标协议负责建立纠缠对并填充的两个纠缠池;
所述基于预设的纠缠源,执行所述目标纠缠池对应的目标协议,建立所述第一中继节点与所述第二中继节点之间的纠缠,包括:
在接收到所述第二中继节点基于所述纠缠填充请求发送的确认信息的情况下,基于预设的纠缠源,执行所述目标纠缠池对应的目标协议,建立所述第一中继节点与所述第二中继节点之间的纠缠,所述确认信息指示所述第一纠缠池处于目标状态,所述目标状态指示所述第一纠缠池检测到的可用容量小于或等于所述服务暂停容量。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,预先构建的所述对偶纠缠池包括如下特征:
纠缠池有且只有一个对偶纠缠池;
互为对偶纠缠池的纠缠池中存储的纠缠对一一对应且按相同顺序存储;
互为对偶纠缠池的纠缠池的基础参数一致,所述基础参数包括最大容量、可用容量、服务暂停容量和服务恢复容量;
互为对偶纠缠池的纠缠池对应的目标协议一一对应。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第二中继节点的数量为两个,所述目标纠缠池包括第二纠缠池和第三纠缠池,所述第二纠缠池为所述第一中继节点与所述路径信息表示的路径中下游节点的第二中继节点建立的纠缠池,所述第三纠缠池为所述第一中继节点与所述路径信息表示的路径中上游节点的第二中继节点建立的纠缠池;
所述从目标纠缠池中获取与所述纠缠特征信息匹配的目标纠缠,包括:
从所述第二纠缠池和所述第三纠缠池中分别获取与所述纠缠特征信息匹配的所述目标纠缠。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述纠缠池所存储的纠缠为量子信息的形式。
9.根据权利要求8所述的方法,还包括:
检测所述纠缠池中纠缠对的存储时间;
将所述纠缠池中所述存储时间超出存储阈值时间的纠缠对进行删除;
其中,所述存储阈值时间指示存储的纠缠对在所述纠缠池中的最长时间。
10.根据权利要求8所述的方法,还包括:
每隔检测时间间隔,按照随机抽样概率对所述纠缠池进行纠缠对的抽样,所述检测时间间隔指示纠缠池进行随机抽样以检测纠缠保真度的时间间隔,所述随机抽样概率指示对所述纠缠池中的纠缠对进行随机抽样检测的概率;
对抽样出的纠缠对进行保真度的检测;
在检测到的保真度小于或等于预设阈值的情况下,暂停所述纠缠池对量子纠缠请求交付纠缠,并对所述纠缠池中的纠缠对进行量子纠缠提纯操作,以提高所述纠缠池中纠缠对的保真度。
11.根据权利要求1所述的方法,所述获取预先接收的M个量子纠缠请求中第一量子纠缠请求之前,还包括:
针对所述量子网络中与所述第一中继节点路径相邻的每个中继节点,基于所述第一中继节点与相邻的所述中继节点之间预设的纠缠源,创建与相邻的所述中继节点的纠缠池互为对偶纠缠池的一个纠缠池,得到N个纠缠池。
12.一种请求处理装置,应用于量子网络的第一中继节点,包括:
第一获取模块,用于获取预先接收的M个量子纠缠请求中第一量子纠缠请求,所述M个量子纠缠请求是由所述量子网络的端节点发送的,所述第一量子纠缠请求为所述第一中继节点进行处理的量子纠缠请求,M为正整数;
第二获取模块,用于基于所述第一量子纠缠请求获取所述第一量子纠缠请求的路径信息和纠缠特征信息,所述路径信息表示的路径包括所述量子网络的第二中继节点,所述第二中继节点与所述第一中继节点路径相邻;
第三获取模块,用于从目标纠缠池中获取与所述纠缠特征信息匹配的目标纠缠,所述目标纠缠池为预先构建的所述第一中继节点的N个纠缠池中与所述第二中继节点匹配的纠缠池,所述纠缠池是:基于所述纠缠池对应的目标协议和预设的纠缠源,与所述量子网络中所述第一中继节点路径相邻的其他中继节点共同构建的,所述目标协议用于建立所述量子网络中相邻的两个节点之间的纠缠对,N为正整数;
贝尔测量操作模块,用于对所述目标纠缠进行贝尔测量操作,得到测量结果,所述测量结果用于确定所述量子网络中两个端节点之间量子纠缠的标准贝尔态;
第一发送模块,用于向所述路径信息表示的路径下另一端节点发送所述测量结果。
13.根据权利要求12所述的装置,其中,所述第三获取模块包括:
检测单元,用于检测所述目标纠缠池的可用容量,所述可用容量用于指示所述目标纠缠池中可交付的最大纠缠对数;
获取单元,用于在所述可用容量大于服务暂停容量的情况下,从所述目标纠缠池中获取与所述纠缠特征信息匹配的目标纠缠,所述服务暂停容量用于指示所述目标纠缠池停止向量子纠缠请求交付纠缠的最大纠缠对数。
14.根据权利要求13所述的装置,还包括:
第一暂停模块,用于在所述可用容量小于或等于所述服务暂停容量的情况下,暂停所述目标纠缠池向所述M个量子纠缠请求中其他量子纠缠请求交付纠缠;
建立纠缠模块,用于基于预设的纠缠源,执行所述目标纠缠池对应的目标协议,建立所述第一中继节点与所述第二中继节点之间的纠缠;
填充模块,用于将执行所述目标纠缠池对应的目标协议所建立的纠缠填充至所述目标纠缠池;
恢复模块,用于在所述可用容量大于或等于服务恢复容量的情况下,恢复所述目标纠缠池向所述其他量子纠缠请求交付纠缠,所述服务恢复容量用于指示所述目标纠缠池恢复向量子纠缠请求交付纠缠的最小纠缠对数。
15.根据权利要求14所述的装置,其中,在恢复所述目标纠缠池向所述其他量子纠缠请求交付纠缠的同时,执行所述目标纠缠池对应的目标协议,以对所述目标纠缠池进行纠缠填充;所述装置还包括:
停止执行模块,用于在所述可用容量达到最大容量的情况下,停止执行所述目标纠缠池对应的目标协议,所述最大容量指示所述目标纠缠池可存储的最大纠缠对数;
第二暂停模块,用于在所述可用容量小于或等于所述服务暂停容量的情况下,再次暂停所述目标纠缠池向所述其他量子纠缠请求交付纠缠。
16.根据权利要求14所述的装置,还包括:
第二发送模块,用于向所述第二中继节点发送纠缠填充请求,所述纠缠填充请求用于通知所述第二中继节点中第一纠缠池与所述目标纠缠池进行纠缠对填充,所述目标纠缠池与所述第一纠缠池互为对偶纠缠池,所述对偶纠缠池为属于一条链路两端的中继节点,由两个对应的目标协议负责建立纠缠对并填充的两个纠缠池;
所述建立纠缠模块,具体用于在接收到所述第二中继节点基于所述纠缠填充请求发送的确认信息的情况下,基于预设的纠缠源,执行所述目标纠缠池对应的目标协议,建立所述第一中继节点与所述第二中继节点之间的纠缠,所述确认信息指示所述第一纠缠池处于目标状态,所述目标状态指示所述第一纠缠池检测到的可用容量小于或等于所述服务暂停容量。
17.根据权利要求16所述的装置,其中,预先构建的所述对偶纠缠池包括如下特征:
纠缠池有且只有一个对偶纠缠池;
互为对偶纠缠池的纠缠池中存储的纠缠对一一对应且按相同顺序存储;
互为对偶纠缠池的纠缠池的基础参数一致,所述基础参数包括最大容量、可用容量、服务暂停容量和服务恢复容量;
互为对偶纠缠池的纠缠池对应的目标协议一一对应。
18.根据权利要求12所述的装置,其中,所述第二中继节点的数量为两个,所述目标纠缠池包括第二纠缠池和第三纠缠池,所述第二纠缠池为所述第一中继节点与所述路径信息表示的路径中下游节点的第二中继节点建立的纠缠池,所述第三纠缠池为所述第一中继节点与所述路径信息表示的路径中上游节点的第二中继节点建立的纠缠池;
所述第三获取模块,具体用于从所述第二纠缠池和所述第三纠缠池中分别获取与所述纠缠特征信息匹配的所述目标纠缠。
19.根据权利要求12所述的装置,其中,所述纠缠池所存储的纠缠为量子信息的形式。
20.根据权利要求19所述的装置,还包括:
时间检测模块,用于检测所述纠缠池中纠缠对的存储时间;
删除模块,用于将所述纠缠池中所述存储时间超出存储阈值时间的纠缠对进行删除;
其中,所述存储阈值时间指示存储的纠缠对在所述纠缠池中的最长时间。
21.根据权利要求19所述的装置,还包括:
抽样模块,用于每隔检测时间间隔,按照随机抽样概率对所述纠缠池进行纠缠对的抽样,所述检测时间间隔指示纠缠池进行随机抽样以检测纠缠保真度的时间间隔,所述随机抽样概率指示对所述纠缠池中的纠缠对进行随机抽样检测的概率;
保真度检测模块,用于对抽样出的纠缠对进行保真度的检测;
第三暂停模块,用于在检测到的保真度小于或等于预设阈值的情况下,暂停所述纠缠池对量子纠缠请求交付纠缠;
提纯操作模块,用于对所述纠缠池中的纠缠对进行量子纠缠提纯操作,以提高所述纠缠池中纠缠对的保真度。
22.根据权利要求12所述的装置,还包括:
创建模块,用于针对所述量子网络中与所述第一中继节点路径相邻的每个中继节点,基于所述第一中继节点与相邻的所述中继节点之间预设的纠缠源,创建与相邻的所述中继节点的纠缠池互为对偶纠缠池的一个纠缠池,得到N个纠缠池。
23.一种电子设备,包括:
至少一个处理器;以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-11中任一项所述的方法。
24.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质,其中,所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-11中任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211486050.6A CN115883077B (zh) | 2022-11-24 | 2022-11-24 | 请求处理方法、装置及电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211486050.6A CN115883077B (zh) | 2022-11-24 | 2022-11-24 | 请求处理方法、装置及电子设备 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115883077A CN115883077A (zh) | 2023-03-31 |
CN115883077B true CN115883077B (zh) | 2023-07-25 |
Family
ID=85763865
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211486050.6A Active CN115883077B (zh) | 2022-11-24 | 2022-11-24 | 请求处理方法、装置及电子设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115883077B (zh) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4162687B2 (ja) * | 2006-06-09 | 2008-10-08 | 株式会社東芝 | 量子情報通信システム、量子情報中継装置、量子情報通信方法およびプログラム |
US11784806B2 (en) * | 2019-10-02 | 2023-10-10 | The Research Foundation For The State University Of New York | Quantum network devices, systems, and methods |
US11496225B2 (en) * | 2019-12-06 | 2022-11-08 | At&T Intellectual Property I, L.P. | System and method for network distribution of quantum entanglement |
CN113792882B (zh) * | 2020-12-23 | 2022-05-06 | 北京百度网讯科技有限公司 | 量子纠缠态的处理方法、装置、设备、存储介质及产品 |
CN113179514B (zh) * | 2021-03-25 | 2022-08-05 | 北京邮电大学 | 中继共存场景下的量子密钥分发方法及相关设备 |
CN113438032B (zh) * | 2021-07-06 | 2023-02-17 | 中国工商银行股份有限公司 | 一种量子通信方法及装置 |
-
2022
- 2022-11-24 CN CN202211486050.6A patent/CN115883077B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115883077A (zh) | 2023-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112769897B (zh) | 边缘计算消息的同步方法、装置、电子设备及存储介质 | |
US9401958B2 (en) | Method, apparatus, and system for migrating user service | |
US9753783B2 (en) | System and method for accelerating mapreduce operation | |
CN105302676B (zh) | 一种分布式文件系统的主备机制数据传输方法及装置 | |
CN106453625B (zh) | 信息同步方法及高可用性集群系统 | |
US11249826B2 (en) | Link optimization for callout request messages | |
CN110708175B (zh) | 分布式网络中消息同步的方法 | |
US11831763B2 (en) | Methods, systems, and computer readable media for utilizing predetermined encryption keys in a test simulation environment | |
CN115328579B (zh) | 神经网络训练的调度方法、系统及计算机可读存储介质 | |
CN115865332B (zh) | 请求处理方法、装置及电子设备 | |
CN104219298A (zh) | 集群系统及其数据备份的方法 | |
CN113742075B (zh) | 基于云端分布式系统的任务处理方法、装置及系统 | |
CN104243473B (zh) | 一种数据传输的方法以及装置 | |
CN112751689A (zh) | 一种网络连通性检测方法、监控服务端和监控代理装置 | |
CN115883077B (zh) | 请求处理方法、装置及电子设备 | |
CN106534331B (zh) | 一种基于动态端口切换的数据传输方法和系统 | |
CN115865334B (zh) | 量子密钥分发方法、装置及电子设备 | |
CN114900477B (zh) | 报文处理方法、服务器、电子设备及存储介质 | |
CN116032880A (zh) | 一种会话同步的系统、方法、电子设备及存储介质 | |
CN105242915A (zh) | 一种数据操作的处理方法及装置 | |
CN114640703A (zh) | 一种数据通信的方法、装置、电子设备及存储介质 | |
CN105591776B (zh) | Sdn网络设备的主备链路切换方法和装置 | |
CN115865333B (zh) | 量子纠缠建立方法、装置及电子设备 | |
CN106506247B (zh) | 虚拟网络创建方法和装置 | |
CN112583570A (zh) | 一种序列号同步的方法及装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |