CN117938273A - 量子网络架构下的通信方法、装置、设备、介质和产品 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种量子网络架构下的通信方法，可以应用于信息安全技术领域。该量子网络架构包括M个网络控制器和N个通信节点，方法应用于网络控制器中，该方法包括：在网络控制器为主网络控制器的情况下，执行处理N个通信节点间的量子通信逻辑；执行主网络控制器的第一预升级逻辑，得到第一预升级数据；将第一预升级数据下送至普通网络控制器；在网络控制器为普通网络控制器的情况下，基于第一预升级数据，执行普通网络控制器的第二预升级逻辑，得到第二预升级数据；在主网络控制器发生单点故障的情况下，基于第二预升级数据，从普通网络控制器中升级新的主网络控制器。本公开还提供了一种量子网络架构下的通信装置、设备、存储介质和产品。

Description

量子网络架构下的通信方法、装置、设备、介质和产品

技术领域

本公开涉及信息安全技术领域，具体涉及计算机信息技术领域、量子通信技术领域，更具体地涉及一种量子网络架构下的通信方法、装置、设备、介质和产品。

背景技术

量子通信高效安全，量子通信卫星具备分发长距离纠缠对的能力，但考虑到成本以及易实现性，依靠直接相连的量子通道(如光纤)进行中继节点纠缠交换从而构建中继链实现远距离隐态传输仍然是业界研究量子网络通信的重点。

当前的量子网络通信方案所采用的网络架构多考虑可达性，也即大多考虑建立源端到终端的量子通信，但对网络结构的易实现性、易拓展性以及高可用性并未有过多的探讨。

发明内容

鉴于上述问题，本公开提供了提高易实现性、易拓展性以及高可用性的量子网络架构下的通信方法、装置、设备、介质和产品。

根据本公开的第一个方面，提供了一种量子网络架构下的通信方法，所述量子网络架构包括M个网络控制器和N个通信节点，N为大于2的正整数，M为大于2的正整数，或者M为大于2且小于等于N的正整数，所述方法应用于所述网络控制器中，所述方法包括：在所述网络控制器为主网络控制器的情况下，执行处理所述N个通信节点间的量子通信逻辑；执行所述主网络控制器的第一预升级逻辑，得到第一预升级数据；以及将所述第一预升级数据下送至普通网络控制器；或者在所述网络控制器为普通网络控制器的情况下，基于所述第一预升级数据，执行所述普通网络控制器的第二预升级逻辑，得到第二预升级数据；以及在所述主网络控制器发生单点故障的情况下，基于所述第二预升级数据，从普通网络控制器中升级新的主网络控制器。

根据本公开的实施例，所述执行处理所述N个通信节点间的量子通信逻辑，包括：在一个时间窗内，获取所述时间窗对应的量子网络的全局拓扑；基于预设的优先级队列，确定当前传输的通信数据，所述预设的优先级队列是基于通信请求偏好设置的；基于所述通信数据，确定源端通信节点和目标端通信节点；确定所述源端通信节点和所述目标端通信节点之间的最优路径，所述最优路径包括K个沿途节点，K为大于2的正整数；测量所述K个沿途节点，收集测量结果；以及将所述测量结果发送至所述目标端通信节点，以使所述源端通信节点和目标端通信节点建立量子隐形传态通道。

根据本公开的实施例，所述预设的优先级队列的维护方法包括：获取来自节点的通信数据的重要性积分、紧迫性积分以及保密性积分；基于所述重要性积分、所述紧迫性积分以及所述保密性积分，计算通信积分；以及按照所述通信积分的数值，对所述优先级队列中通信数据传输的优先级排序。

根据本公开的实施例，所述预设的优先级队列的维护方法还包括：获取来自节点的所述通信积分；以及按照所述通信积分的数值，对所述优先级队列中通信数据传输的优先级排序。

根据本公开的实施例，所述预设的优先级队列的维护方法还包括：将最新维护好的优先级队列下送至普通网络控制器。

根据本公开的实施例，所述执行所述主网络控制器的第一预升级逻辑，得到第一预升级数据，包括：生成其他M-1个网络控制器的网络控制器顺序号和其他M-1个网络控制器的网络控制器顺序表，作为第一预升级数据。

根据本公开的实施例，所述基于所述第一预升级数据，执行所述普通网络控制器的第二预升级逻辑，得到第二预升级数据，包括：按照所述网络控制器顺序号，持续心跳监测其他的普通网络控制器，得到健康状态；基于本端的普通网络控制器监测的所述健康状态，维护所述网络控制器顺序表；以及将本端的普通网络控制器监测的所述健康状态发送至其余普通网络控制器。

根据本公开的实施例，所述基于所述第一预升级数据，执行所述普通网络控制器的第二预升级逻辑，得到第二预升级数据，还包括：基于接收到的来自其他端的普通网络控制器监测的所述健康状态，维护所述网络控制器顺序表。

根据本公开的实施例，所述基于本端的普通网络控制器监测的所述健康状态，维护所述网络控制器顺序表，或者所述基于接收到的来自其他端的普通网络控制器监测的所述健康状态，维护所述网络控制器顺序表，包括：基于所述健康状态，计算计算健康积分；按照所述健康积分，对所述网络控制器顺序表中网络控制器顺序号排序。

根据本公开的实施例，所述健康状态包括心跳监测连通和心跳监测不连通，所述基于所述健康状态，计算计算健康积分，包括：在所述健康状态为心跳监测连通的情况下，对所述健康积分进行加一处理。

根据本公开的实施例，所述基于所述第二预升级数据，从普通网络控制器中升级新的主网络控制器，包括：基于所述网络控制器顺序表，选择排序第一且当前健康状态为心跳监测连通的普通网络控制器升级为新的主网络控制器。

根据本公开的实施例，在所述基于所述第二预升级数据，从普通网络控制器中升级新的主网络控制器后，所述方法还包括：在本端的普通网络控制器升级为新的主网络控制器的情况下，将M个网络控制器的健康状态发送至N个通信节点中要求通信的通信节点中。

根据本公开的实施例，所述方法还包括：在所述网络控制器为普通网络控制器的情况下，采集预设的选举算法所需的选举数据；以及在所述主网络控制器发生单点故障的情况下，基于所述选举数据，从普通网络控制器中升级新的主网络控制器。

根据本公开的实施例，所述网络控制器是配置于所述通信节点中的，或者所述网络控制器是配置于所述通信节点以外的设备中的。

本公开的第二方面提供了一种量子网络架构下的通信装置，所述量子网络架构包括M个网络控制器和N个通信节点，N为大于2的正整数，M为大于2的正整数，或者M为大于2且小于等于N的正整数，所述装置应用于所述网络控制器，所述装置包括：量子通信模块，用于在所述网络控制器为主网络控制器的情况下，执行处理所述N个通信节点间的量子通信逻辑；第一预升级模块，用于执行所述主网络控制器的第一预升级逻辑，得到第一预升级数据；以及数据下送模块，用于将所述第一预升级数据下送至普通网络控制器；或者第二预升级模块，用于在所述网络控制器为普通网络控制器的情况下，基于所述第一预升级数据，执行所述普通网络控制器的第二预升级逻辑，得到第二预升级数据；以及升级选择模块，用于在所述主网络控制器发生单点故障的情况下，基于所述第二预升级数据，从普通网络控制器中升级新的主网络控制器。

根据本公开的实施例，所述量子通信模块，包括：拓扑获取单元、通信数据确定单元、通信端确定单元、路径确定单元、测量单元以及测量结果发送单元，所述拓扑获取单元，用于获取在一个时间窗内，所述时间窗对应的量子网络的全局拓扑；所述通信数据确定单元，用于基于预设的优先级队列，确定当前传输的通信数据，所述预设的优先级队列是基于通信请求偏好设置的；所述通信端确定单元，用于基于所述通信数据，确定源端通信节点和目标端通信节点；所述路径确定单元，用于确定所述源端通信节点和所述目标端通信节点之间的最优路径，所述最优路径包括K个沿途节点，K为大于2的正整数；所述测量单元，用于测量所述K个沿途节点，收集测量结果；以及所述测量结果发送单元，用于将所述测量结果发送至所述目标端通信节点，以使所述源端通信节点和目标端通信节点建立量子隐形传态通道。

根据本公开的实施例，所述预设的优先级队列的维护方法包括：获取来自节点的通信数据的重要性积分、紧迫性积分以及保密性积分；基于所述重要性积分、所述紧迫性积分以及所述保密性积分，计算通信积分；以及按照所述通信积分的数值，对所述优先级队列中通信数据传输的优先级排序。

根据本公开的实施例，所述预设的优先级队列的维护方法还包括：获取来自节点的所述通信积分；以及按照所述通信积分的数值，对所述优先级队列中通信数据传输的优先级排序。

根据本公开的实施例，所述预设的优先级队列的维护方法还包括：将最新维护好的优先级队列下送至普通网络控制器。

根据本公开的实施例，所述第一预升级模块，包括：第一预升级单元，所述第一预升级单元，用于生成其他M-1个网络控制器的网络控制器顺序号和其他M-1个网络控制器的网络控制器顺序表，作为第一预升级数据。

根据本公开的实施例，所述第二预升级模块，包括：心跳监测单元、控制器顺序表维护单元以及健康状态发送单元，所述心跳监测单元，用于按照所述网络控制器顺序号，持续心跳监测其他的普通网络控制器，得到健康状态；所述控制器顺序表维护单元，用于基于本端的普通网络控制器监测的所述健康状态，维护所述网络控制器顺序表；以及所述健康状态发送单元，用于将本端的普通网络控制器监测的所述健康状态发送至其余普通网络控制器。

根据本公开的实施例，所述控制器顺序表维护单元，还用于基于接收到的来自其他端的普通网络控制器监测的所述健康状态，维护所述网络控制器顺序表。

根据本公开的实施例，所述控制器顺序表维护单元，包括：健康积分计算子单元和网络控制器排序子单元，所述健康积分计算子单元，用于基于所述健康状态，计算计算健康积分；所述网络控制器排序子单元，用于按照所述健康积分，对所述网络控制器顺序表中网络控制器顺序号排序。

根据本公开的实施例，所述健康状态包括心跳监测连通和心跳监测不连通，所述健康积分计算子单元，包括：在所述健康状态为心跳监测连通的情况下，对所述健康积分进行加一处理。

根据本公开的实施例，所述升级选择模块，包括：升级选择子模块，用于基于所述网络控制器顺序表，选择排序第一且当前健康状态为心跳监测连通的普通网络控制器升级为新的主网络控制器。

根据本公开的实施例，所述装置还包括：健康状态下送模块，所述健康状态下送模块，用于在本端的普通网络控制器升级为新的主网络控制器的情况下，将M个网络控制器的健康状态发送至N个通信节点中要求通信的通信节点中。

根据本公开的实施例，所述装置还包括：选举数据获取模块和选举模块，所述选举数据获取模块，用于在所述网络控制器为普通网络控制器的情况下，采集预设的选举算法所需的选举数据；以及所述选举模块，用于在所述主网络控制器发生单点故障的情况下，基于所述选举数据，从普通网络控制器中升级新的主网络控制器。

根据本公开的实施例，所述网络控制器是配置于所述通信节点中的，或者所述网络控制器是配置于所述通信节点以外的设备中的。

本公开的第三方面提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述量子网络架构下的通信方法。

本公开的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行上述量子网络架构下的通信方法。

本公开的第五方面还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述量子网络架构下的通信方法。

在本公开的实施例中，为了解决量子通信过程中网络控制器单点故障时，导致整个量子网络架构将通信受阻的技术问题，在本公开的实施例中，量子网络架构下设置多个网络控制器，并区分这些网络控制器为主网络控制器和普通网络控制器，在主网络控制器出现单点故障时，能够及时将普通网络控制器升级成为新的主网络控制器，保证通信业务能够正常执行，确保了整个量子网络的高可用性。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述内容以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示意性示出了根据本公开实施例的基于量子网络架构的通信方法、装置、设备、介质和程序产品的应用场景图；

图2示意性示出了根据本公开实施例的量子网络架构下的通信方法的流程图；

图3示意性示出了根据本公开实施例的另一种量子网络架构下的通信方法的流程图；

图4示意性示出了根据本公开实施例的量子通信方法的流程图；

图5示意性示出了根据本公开实施例的第一预升级数据的准备方法的流程图；

图6示意性示出了根据本公开实施例的第二预升级数据的准备方法的流程图；

图7示意性示出了根据本公开实施例的量子网络架构下的通信装置的结构框图；以及

图8示意性示出了根据本公开实施例的适于实现量子网络架构下的通信方法的电子设备的方框图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。

在对本公开进行详细揭示之前，对本公开涉及的关键技术术语进行一一说明：

不确定性：不可能同时精确确定一个基本粒子的位置和动量。

测量坍缩：未确定状态的量子在被观察或测量后坍缩为某个确定状态。

不可克隆：不可能构造一个能够完全复制任意量子的比特，而不对原始量子位元产生干扰的系统。

纠缠交换：将两对分别处于纠缠态的粒子和纠缠对象进行交换。

隐形传态：在量子隐形传态中，不需要知道待传送量子比特的状态信息，但是发送端必须传送经典信息给接收端，接收端才能执行局域操作重现未知多维多量子比特纠缠态。利用量子隐形传态原理能够完成通信双方之间的信息传递和信息处理过程，量子通信网络的中继器要依靠量子隐形传态原理来构建。

隐态传输：在不传输粒子的情况下，通过经典比特的帮助，将一个量子比特的状态传送给另一个量子比特。

现有技术中，至少存在两种针对量子通信方案，包括：双层量子通信网络架构(公开号：CN 113438032 A、授权公告号：CN113438032B)和同步时间窗内网络控制器协调通信路径(公开号：CN 116545912 A)，具体如下所示：

方案一：基于双层量子通信网络架构，该方案将网络节点分为两种，骨干节点和终端节点，在终端节点发起通信后，由核心网上的GHZ发生器通过分发纠缠粒子连接源端与目的端。另一种现有的多用户量子通信网络模型通过利用源端与终端的可达路径中，节点与相邻节点之间共享Bell对，结合纠缠交换和Bell测量的方法，实现量子隐形传态。

方案二：基于同步时间窗口，由网络控制器协调，根据调度策略满足网内网际多个请求。

发明人发现，上述现有技术中的方案一，存在如下问题：

1、双层量子通信网络架构将网络节点分为两种，骨干节点和终端节点，在终端节点发起通信后，由核心网上的GHZ发生器通过分发纠缠粒子连接源端与目的端。这种方式不利于量子网络覆盖范围的拓展，若需要覆盖更大的范围，则需要水平增加量子骨干节点的数量，但这不利于维持骨干节点之间的连接；这种方式对GHZ发生器的要求极高，GHZ发生器需要将制备好的纠缠粒子精准无损地发送到选定路径中的每一个节点，这在路径节点增多的情况下是个极大挑战；这种方式也未考虑网络性能，该模型在一定时间内的总体纠缠产生率不高。

2、现有的多用户量子通信网络模型通过利用源端与终端的可达路径中，节点与相邻节点之间共享Bell对，结合纠缠交换和Bell测量的方法，实现量子隐形传态。这种模型基本只考虑单个量子网络，较少考虑多个量子网络共同通信的问题。同时，在单个网络的节点数量增多时，网络路由、量子隐形传态的计算复杂度会显著提高。

发明人发现，对于上述现有技术中的方案二，存在如下问题：

1、单个网络内的控制器只有一个，容易出现单点故障；而且在调度策略上，有网际通信优先策略、网际通信偏好策略，它们都只根据通信节点所处网络进行判断，而没有考虑使用方对于通信数据的价值评估，容易出现更重要的数据传输请求更迟满足的情况。

综上，上述两类量子通信方案在实践过程中，在易实现性、易扩展性以及高可用性中存在一定的限制。

为了提高在量子通信方案实践过程中的易实现性、易扩展性以及高可用性，在本公开的实施例中，发明人旨在上述方案二的基础上进行改进，在上述方案二的基础上提出一种更加具有高可用和实用性的方案。

本公开的实施例提供了一种量子网络架构下的通信方法，所述量子网络架构包括M个网络控制器和N个通信节点，N为大于2的正整数，M为大于2的正整数，或者M为大于2且小于等于N的正整数，所述方法应用于所述网络控制器中，所述方法包括：在所述网络控制器为主网络控制器的情况下，执行处理所述N个通信节点间的量子通信逻辑；执行所述主网络控制器的第一预升级逻辑，得到第一预升级数据；以及将所述第一预升级数据下送至普通网络控制器；或者在所述网络控制器为普通网络控制器的情况下，基于所述第一预升级数据，执行所述普通网络控制器的第二预升级逻辑，得到第二预升级数据；以及在所述主网络控制器发生单点故障的情况下，基于所述第二预升级数据，从普通网络控制器中升级新的主网络控制器。

在本公开的实施例中，为了解决量子通信过程中网络控制器单点故障时，导致整个量子网络架构将通信受阻的技术问题，在本公开的实施例中，量子网络架构下设置多个网络控制器，并区分这些网络控制器为主网络控制器和普通网络控制器，在主网络控制器出现单点故障时，能够及时将普通网络控制器升级成为新的主网络控制器，保证通信业务能够正常执行，确保了整个量子网络的高可用性。

图1示意性示出了根据本公开实施例的基于量子网络架构的通信方法、装置、设备、介质和程序产品的应用场景图。

如图1所示，根据该实施例的应用场景100可以包括量子网络的通信节点、经典信道以及量子信道。

基于图1中示出的量子网络架构，在该架构下，进行文件的量子化传输方法可以是如下所示：

S1：源端将需要传输的文件进行量子化处理，得到包含文件信息的粒子；

S2：该粒子在经过量子隐形传态后，终端得到一个包含相同文件信息的粒子；

S3：终端将上述粒子进行反量子化处理，得到源文件。

在图1的基础上，一个量子网络内，从功能的角度上划分，应包含如下构件：

1.量子处理器或量子计算机，用于运行量子应用。它们类似于因特网中的端节点，以直接或者间接(通过量子中继器)的方式与其它量子处理器或量子计算机通过量子信道和经典信道相连接。它们通常拥有有限的量子内存，用于存储量子比特，能进行量子隐形传态和纠缠交换。

2.量子中继器，类似于量子处理器，拥有存储量子比特、执行纠缠交换的能力，与量子处理器或其它量子中继器通过经典信道及量子信道相连接。与量子处理器相似，量子中继器也被称为节点。

3.量子信道，是两相邻节点的物理连接。一般说来，这种连接通过光纤的方式传递量子比特。

4.经典信道，同样也是两相邻节点的物理连接。典型的方式是通过因特网，在两个节点之间，进行诸如链路状态，纠正信息等的控制信息的传输。

5.请求收集器，一个量子网络中周期性收集通信请求的装置。请求收集器必须与量子网络中各个节点相连接，即请求收集器可以是单独设置于各个节点之外的设备，也可以是设置于各个节点上。

6.量子网络控制器，其指令或命令可以达到各节点，量子网络控制器可以是单独设置于各个节点之外的设备，也可以是设置量子网络中的某个节点。请求收集器可以是设置与量子网络控制器上。

其中，量子网络控制器主要实现以下功能：

(1)从请求收集器中获取某一时间段内的通信请求，并告知源端和目标端该请求是否能够被满足；

(2)从各个节点收集与各节点与邻居节点之间的量子链路状态；

(3)决定哪些请求能被满足，根据事先确定的度量标准；

(4)通知(3)中确定的路径中的沿途节点，进行纠缠交换操作；

(5)与其它量子网络控制器通信，共同决定是否满足某一网际通信请求。

应该理解，图1中的量子网络的通信节点、经典信道以及量子信道的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的量子网络的通信节点、经典信道以及量子信道。

以下将基于图1描述的场景，通过图2～图6对公开实施例的量子网络架构下的通信方法进行详细描述。

图2示意性示出了根据本公开实施例的量子网络架构下的通信方法的流程图。

如图2所示，该实施例的量子网络架构下的通信方法包括操作S210～操作S250，该量子网络架构下的通信方法可以由量子网络控制器执行。

根据本公开的实施例，所述量子网络架构包括M个网络控制器和N个通信节点，N为大于2的正整数，M为大于2的正整数，或者M为大于2且小于等于N的正整数，所述方法应用于所述网络控制器中。

根据本公开的实施例，所述网络控制器是配置于所述通信节点中的，或者所述网络控制器是配置于所述通信节点以外的设备中的。

可以理解的是，量子网络控制器可以是单独的设备，与N个通信节点中个别通信节点外接，因此，量子网络控制器的数量M小于N，又因为在本公开的实施例中，为了避免单点故障导致整个量子网络的网络通信中断，需要网络控制器至少存在一份主网络控制器和一份备用网络控制器，因此，M还需大于2。

还可以理解的是，量子网络控制器还可以是配置于通信节点上的，由于量子网络控制器配置于N个通信节点中个别通信节点中，那么，量子网络控制器的数量应该为M大于2且小于等于N。

在操作S210中，在所述网络控制器为主网络控制器的情况下，执行处理所述N个通信节点间的量子通信逻辑。

在本公开的实施例中，一个量子通信网络内，包含有一个主网络控制器和多个普通网络控制器，主网络控制器和普通网络控制器皆为逻辑概念，一般情况下，在发生故障的情况下，主网络控制器和普通网络控制器可以相互转换，主网络控制器可以由普通网络控制器升级得到，普通网络控制器也可以由主网络控制器降级得到，其中，主网络控制器主要负责执行N个通信节点间的量子通信逻辑，换而言之，主网络控制器主要起着在一个量子网络中通信节点之间通信的路径/路由规划调度的作用。

具体地，由主网络控制器实现的量子通信方法如下所示：

图4示意性示出了根据本公开实施例的量子通信方法的流程图。

如图4所示，该量子通信方法包括操作S410～操作S460，该操作S410～操作S460至少可以部分执行上述操作S210。

在操作S410中，在一个时间窗内，获取所述时间窗对应的量子网络的全局拓扑。

根据端到端(或称节点到节点)的纠缠状态，一个时间窗口被分为两个阶段：准备阶段和待用阶段。其中，准备阶段是保证源端和目标端保证量子连接状态，且被等待使用的阶段，在准备阶段中量子网络控制器收集到请求并找到线路；待用节点是发送文件的阶段，在待用阶段量子应用根据特定要求对纠缠进行利用。因此，在操作S410～操作S460应用于准备阶段。

在操作S420中，基于预设的优先级队列，确定当前传输的通信数据，所述预设的优先级队列是基于通信请求偏好设置的。

其中，预设的优先级队列是指通信数据传输的优先级，每一个通信数据自身对应有通信请求偏好，通信请求偏好将影响该通信数据在优先级队列中的排序。需要说明的是，上述通信请求偏好是指通信数据本身的请求偏好，可以反映一个通信数据的通信价值，而非有网际通信优先策略、网际通信偏好等点到点的通信策略。在该通信请求偏好下，更容易满足重要数据/通信价值更高的数据传输请求。

将待通信数据的评估维度分为重要性、紧迫性以及保密性三点。其中，重要性指的是数据对于使用方的重要性，比如普通应用的文本数据重要性就低于重点应用的文本数据；紧迫性指的是数据对于使用方的紧迫程度，比如当天要求完成传输的数据就比当月要求完成传输的数据更重要；保密性指的是数据的在使用方评估体系中的保密程度，比如特定单位的保密数据重要程度极高。针对数据的这三个维度，可以将数据的三个指标分别量化，进而，建立一个请求优先队列，网络控制器在每次服务完一个请求后，都从请求优先队列中取最优先的请求进行处理。

根据本公开的实施例，所述预设的优先级队列的维护方法包括：获取来自节点的通信数据的重要性积分、紧迫性积分以及保密性积分；基于所述重要性积分、所述紧迫性积分以及所述保密性积分，计算通信积分；以及按照所述通信积分的数值，对所述优先级队列中通信数据传输的优先级排序。

具体地，可以将计算通信积分的逻辑放置在主网络控制器中执行，主网络控制器还需按照计算出的通信积分排序优先级队列。

根据本公开的实施例，所述预设的优先级队列的维护方法还包括：获取来自节点的所述通信积分；以及按照所述通信积分的数值，对所述优先级队列中通信数据传输的优先级排序。

具体地，还可以将计算通信积分的逻辑放置在各个存在通信需求的节点中执行，主网络控制器仅需接收通信积分并按照通信积分排序优先级队列。

根据本公开的实施例，所述预设的优先级队列的维护方法还包括：将最新维护好的优先级队列下送至普通网络控制器。

在普通网络控制器中预存优先级队列，保证后续出现主网络控制器发生单点故障时，各个备用的普通网络控制器升级后，仍然保有优先级队列数据进行通信，且该优先级队列数据为最新。

在操作S430中，基于所述通信数据，确定源端通信节点和目标端通信节点。

在操作S440中，确定所述源端通信节点和所述目标端通信节点之间的最优路径，所述最优路径包括K个沿途节点，K为大于2的正整数。

在操作S450中，测量所述K个沿途节点，收集测量结果。

在操作S460中，将所述测量结果发送至所述目标端通信节点，以使所述源端通信节点和目标端通信节点建立量子隐形传态通道。

该测量结果是根据图1中的经典信道传输到目标端节点的，测量结果传送至目的节点的过程中，不考虑经典网络的底层拓扑，可直接使用现有的路由算法。在目的节点收到测量信息后，目的节点可以根据这些信息成功推导出量子态，量子隐形传态过程完成。这使得源端节点和目标端节点直接进行量子连接，在下一步通过量子信道进行文件传输，即目标端直接复现源端的文件。

在操作S220中，执行所述主网络控制器的第一预升级逻辑，得到第一预升级数据。

在操作S230中，将所述第一预升级数据下送至普通网络控制器。

当然，主网络控制器除了起到一个量子网络(包括网际内通信和网际间通信)中通信节点之间通信的路径/路由规划调度的作用外，考虑到若主网络控制器发生故障的情况下，主网络控制器还需要准备升级普通网络控制器的数据，这类数据可以分别由主网络控制器和普通网络控制器采集/生成，在操作S220中仅讨论由主控制器采集/生成的第一预升级数据。

具体地，由主网络控制器实现的第一预升级逻辑如下所示：

图5示意性示出了根据本公开实施例的第一预升级数据的准备方法的流程图。

如图5所示，该第一预升级数据的准备方法包括操作S510，该操作S510至少可以部分执行上述操作S220。

在操作S510中，生成其他M-1个网络控制器的网络控制器顺序号和其他M-1个网络控制器的网络控制器顺序表，作为第一预升级数据。

在主网络控制器启用或首次与其他通信节点或普通网络控制器进行通信时，主网络控制器为每个网络控制器分配产生顺序号，以及生成网络控制器顺序表。

将该产生顺序号和网络控制器顺序表发送至各个普通网络控制器中。

在操作S240中，在所述网络控制器为普通网络控制器的情况下，基于所述第一预升级数据，执行所述普通网络控制器的第二预升级逻辑，得到第二预升级数据。

在网络控制器为普通网络控制器的情况下，普通网络控制器执行的逻辑围绕着升级为主网络控制器展开，基于上一阶段第一预升级数据，执行在普通网络控制器中的第二预升级逻辑。

具体地，由普通网络控制器实现的第二预升级逻辑如下所示：

图6示意性示出了根据本公开实施例的第二预升级数据的准备方法的流程图。

如图6所示，该第二预升级数据的准备方法包括操作S610～操作S640，该操作S610～操作S640至少可以部分执行上述操作S240。

在操作S610中，按照所述网络控制器顺序号，持续心跳监测其他的普通网络控制器，得到健康状态。

在操作S620中，基于本端的普通网络控制器监测的所述健康状态，维护所述网络控制器顺序表。

每个网络控制器节点本端，根据接收到的来自于主网络控制器的顺序号和顺序表，与其他的网络控制器节点进行定期的心跳通信，并将可用状态(即健康状态)写入网络控制器顺序表中。

根据本公开的实施例，所述基于本端的普通网络控制器监测的所述健康状态，维护所述网络控制器顺序表，或者所述基于接收到的来自其他端的普通网络控制器监测的所述健康状态，维护所述网络控制器顺序表，包括：基于所述健康状态，计算计算健康积分；按照所述健康积分，对所述网络控制器顺序表中网络控制器顺序号排序。

可以理解的是，心跳监控是一个长时间持续的行为，每一次定期执行的心跳检测的结果都将用以计算更新健康积分，在每一次更新健康积分后，通过更新健康积分后的数值，对该网络控制器顺序表中的各个网络控制器顺序号进行重新排序，

根据本公开的实施例，所述健康状态包括心跳监测连通和心跳监测不连通，所述基于所述健康状态，计算计算健康积分，包括：在所述健康状态为心跳监测连通的情况下，对所述健康积分进行加一处理。

例如，在可用状态为可用的情况下，对其积分进行加1处理，在可用状态为不可用的情况下，对其积分进行加0处理，或者对其积分进行减1处理。

在操作S630中，将本端的普通网络控制器监测的所述健康状态发送至其余普通网络控制器。

在操作S640中，基于接收到的来自其他端的普通网络控制器监测的所述健康状态，维护所述网络控制器顺序表。

需要说明的是，为了保证每一网络控制器中的网络控制器顺序表一致且为最新，由本端监测到的某网络控制器的健康状态需要发送至其他的网络控制器中，同样的，其他的网络控制器监测到的某网络控制器的健康状态也需要发送至本端的网络控制器中。在结合到本端和其他段的监测结果，汇总去维护网络控制顺序表，以保证该网络控制器顺序表为一致且未最新。

当然，也可以是所有的普通网络控制器将监测到的其他的网络控制器的健康状态上送至主网络控制器，并由主网络控制器统一维护后，再将维护后的网络控制顺序表下发。

在操作S250中，在所述主网络控制器发生单点故障的情况下，基于所述第二预升级数据，从普通网络控制器中升级新的主网络控制器。

在主网络控制器故障情况下，其他网络控制器通过心跳监测的方式探知后，将拥有最大健康积分(在网络控制顺序表中排名最靠前)的普通网络控制器升级为新的主网络控制器。

根据本公开的实施例，在所述基于所述第二预升级数据，从普通网络控制器中升级新的主网络控制器后，所述方法还包括：在本端的普通网络控制器升级为新的主网络控制器的情况下，将M个网络控制器的健康状态发送至N个通信节点中要求通信的通信节点中。

将各个网络控制器的健康状态发送至各个通信节点中，其中，该健康状态包括原有主网络控制的健康状态。

在本公开的实施例中，为了解决量子通信过程中网络控制器单点故障时，导致整个量子网络架构将通信受阻的技术问题，在本公开的实施例中，量子网络架构下设置多个网络控制器，并区分这些网络控制器为主网络控制器和普通网络控制器，在主网络控制器出现单点故障时，能够及时将普通网络控制器升级成为新的主网络控制器，保证通信业务能够正常执行，确保了整个量子网络的高可用性。

除了上述操作S240～操作S250中普通网络控制器的维护升级方法，在本公开的实施例中还存在另一种普通网络控制器的维护升级方法，如下所示：

图3示意性示出了根据本公开实施例的另一种量子网络架构下的通信方法的流程图。

如图3所示，该实施例的另量子网络架构下的通信方法除了上述操作S210～操作S250，还包括操作S310～操作S330。

在操作S310中，在所述网络控制器为普通网络控制器的情况下，采集预设的选举算法所需的选举数据。

在操作S320中，在所述主网络控制器发生单点故障的情况下，基于所述选举数据，从普通网络控制器中升级新的主网络控制器。

具体地，选举算法包括例如常用的序号选举算法、多数派算法等。针对不同的选举算法，普通网络控制器获取其相应的选举数据即可。并通过选举数据通过对应的选举算法的逻辑，选举出型的主网络控制器，将其由普通网络控制器升级成为主网络控制器。

基于上述量子网络架构下的通信方法，本公开还提供了一种量子网络架构下的通信装置。以下将结合图7对该装置进行详细描述。

图7示意性示出了根据本公开实施例的量子网络架构下的通信装置的结构框图。

根据本公开的实施例，所述量子网络架构包括M个网络控制器和N个通信节点，N为大于2的正整数，M为大于2的正整数，或者M为大于2且小于等于N的正整数，所述装置应用于所述网络控制器。

如图7所示，该实施例的量子网络架构下的通信装置700包括量子通信模块710、第一预升级模块720、数据下送模块730、第二预升级模块740和升级选择模块750。

量子通信模块710用于在所述网络控制器为主网络控制器的情况下，执行处理所述N个通信节点间的量子通信逻辑。在一实施例中，量子通信模块710可以用于执行前文描述的操作S210，在此不再赘述。

第一预升级模块720用于执行所述主网络控制器的第一预升级逻辑，得到第一预升级数据。在一实施例中，第一预升级模块720可以用于执行前文描述的操作S220，在此不再赘述。

数据下送模块730用于将所述第一预升级数据下送至普通网络控制器。在一实施例中，数据下送模块730可以用于执行前文描述的操作S230，在此不再赘述。

第二预升级模块740用于在所述网络控制器为普通网络控制器的情况下，基于所述第一预升级数据，执行所述普通网络控制器的第二预升级逻辑，得到第二预升级数据。在一实施例中，第二预升级模块740可以用于执行前文描述的操作S240，在此不再赘述。

升级选择模块750用于在所述主网络控制器发生单点故障的情况下，基于所述第二预升级数据，从普通网络控制器中升级新的主网络控制器。在一实施例中，升级选择模块750可以用于执行前文描述的操作S250，在此不再赘述。

在本公开的实施例中，为了解决量子通信过程中网络控制器单点故障时，导致整个量子网络架构将通信受阻的技术问题，在本公开的实施例中，量子网络架构下设置多个网络控制器，并区分这些网络控制器为主网络控制器和普通网络控制器，在主网络控制器出现单点故障时，能够及时将普通网络控制器升级成为新的主网络控制器，保证通信业务能够正常执行，确保了整个量子网络的高可用性。

根据本公开的实施例，所述量子通信模块，包括：拓扑获取单元、通信数据确定单元、通信端确定单元、路径确定单元、测量单元以及测量结果发送单元，所述拓扑获取单元，用于获取在一个时间窗内，所述时间窗对应的量子网络的全局拓扑；所述通信数据确定单元，用于基于预设的优先级队列，确定当前传输的通信数据，所述预设的优先级队列是基于通信请求偏好设置的；所述通信端确定单元，用于基于所述通信数据，确定源端通信节点和目标端通信节点；所述路径确定单元，用于确定所述源端通信节点和所述目标端通信节点之间的最优路径，所述最优路径包括K个沿途节点，K为大于2的正整数；所述测量单元，用于测量所述K个沿途节点，收集测量结果；以及所述测量结果发送单元，用于将所述测量结果发送至所述目标端通信节点，以使所述源端通信节点和目标端通信节点建立量子隐形传态通道。

根据本公开的实施例，所述预设的优先级队列的维护方法包括：获取来自节点的通信数据的重要性积分、紧迫性积分以及保密性积分；基于所述重要性积分、所述紧迫性积分以及所述保密性积分，计算通信积分；以及按照所述通信积分的数值，对所述优先级队列中通信数据传输的优先级排序。

根据本公开的实施例，所述预设的优先级队列的维护方法还包括：获取来自节点的所述通信积分；以及按照所述通信积分的数值，对所述优先级队列中通信数据传输的优先级排序。

根据本公开的实施例，所述预设的优先级队列的维护方法还包括：将最新维护好的优先级队列下送至普通网络控制器。

根据本公开的实施例，所述第一预升级模块，包括：第一预升级单元，所述第一预升级单元，用于生成其他M-1个网络控制器的网络控制器顺序号和其他M-1个网络控制器的网络控制器顺序表，作为第一预升级数据。

根据本公开的实施例，所述第二预升级模块，包括：心跳监测单元、控制器顺序表维护单元以及健康状态发送单元，所述心跳监测单元，用于按照所述网络控制器顺序号，持续心跳监测其他的普通网络控制器，得到健康状态；所述控制器顺序表维护单元，用于基于本端的普通网络控制器监测的所述健康状态，维护所述网络控制器顺序表；以及所述健康状态发送单元，用于将本端的普通网络控制器监测的所述健康状态发送至其余普通网络控制器。

根据本公开的实施例，所述控制器顺序表维护单元，还用于基于接收到的来自其他端的普通网络控制器监测的所述健康状态，维护所述网络控制器顺序表。

根据本公开的实施例，所述控制器顺序表维护单元，包括：健康积分计算子单元和网络控制器排序子单元，所述健康积分计算子单元，用于基于所述健康状态，计算计算健康积分；所述网络控制器排序子单元，用于按照所述健康积分，对所述网络控制器顺序表中网络控制器顺序号排序。

根据本公开的实施例，所述健康状态包括心跳监测连通和心跳监测不连通，所述健康积分计算子单元，包括：在所述健康状态为心跳监测连通的情况下，对所述健康积分进行加一处理。

根据本公开的实施例，所述升级选择模块，包括：升级选择子模块，用于基于所述网络控制器顺序表，选择排序第一且当前健康状态为心跳监测连通的普通网络控制器升级为新的主网络控制器。

根据本公开的实施例，所述装置还包括：健康状态下送模块，所述健康状态下送模块，用于在本端的普通网络控制器升级为新的主网络控制器的情况下，将M个网络控制器的健康状态发送至N个通信节点中要求通信的通信节点中。

根据本公开的实施例，所述装置还包括：选举数据获取模块和选举模块，所述选举数据获取模块，用于在所述网络控制器为普通网络控制器的情况下，采集预设的选举算法所需的选举数据；以及所述选举模块，用于在所述主网络控制器发生单点故障的情况下，基于所述选举数据，从普通网络控制器中升级新的主网络控制器。

根据本公开的实施例，所述网络控制器是配置于所述通信节点中的，或者所述网络控制器是配置于所述通信节点以外的设备中的。

根据本公开的实施例，量子通信模块710、第一预升级模块720、数据下送模块730、第二预升级模块740和升级选择模块750中的任意多个模块可以合并在一个模块中实现，或者其中的任意一个模块可以被拆分成多个模块。或者，这些模块中的一个或多个模块的至少部分功能可以与其他模块的至少部分功能相结合，并在一个模块中实现。根据本公开的实施例，量子通信模块710、第一预升级模块720、数据下送模块730、第二预升级模块740和升级选择模块750中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(ASIC)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，量子通信模块710、第一预升级模块720、数据下送模块730、第二预升级模块740和升级选择模块750中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。

图8示意性示出了根据本公开实施例的适于实现量子网络架构下的通信方法的电子设备的方框图。

如图8所示，根据本公开实施例的电子设备800包括处理器801，其可以根据存储在只读存储器(ROM)802中的程序或者从存储部分808加载到随机访问存储器(RAM)803中的程序而执行各种适当的动作和处理。处理器801例如可以包括通用微处理器(例如CPU)、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(ASIC))等等。处理器801还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器801可以包括用于执行根据本公开实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。

在RAM 803中，存储有电子设备800操作所需的各种程序和数据。处理器801、ROM802以及RAM 803通过总线804彼此相连。处理器801通过执行ROM 802和/或RAM 803中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。需要注意，所述程序也可以存储在除ROM 802和RAM 803以外的一个或多个存储器中。处理器801也可以通过执行存储在所述一个或多个存储器中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。

根据本公开的实施例，电子设备800还可以包括输入/输出(I/O)接口805，输入/输出(I/O)接口805也连接至总线804。电子设备800还可以包括连接至I/O接口805的以下部件中的一项或多项：包括键盘、鼠标等的输入部分806；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分807；包括硬盘等的存储部分808；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分809。通信部分809经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器810也根据需要连接至I/O接口805。可拆卸介质811，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器810上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分808。

本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本公开实施例的方法。

根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。例如，根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以包括上文描述的ROM 802和/或RAM 803和/或ROM 802和RAM 803以外的一个或多个存储器。

本公开的实施例还包括一种计算机程序产品，其包括计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。当计算机程序产品在计算机系统中运行时，该程序代码用于使计算机系统实现本公开实施例所提供的物品推荐方法。

在该计算机程序被处理器801执行时执行本公开实施例的系统/装置中限定的上述功能。根据本公开的实施例，上文描述的系统、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。

在一种实施例中，该计算机程序可以依托于光存储器件、磁存储器件等有形存储介质。在另一种实施例中，该计算机程序也可以在网络介质上以信号的形式进行传输、分发，并通过通信部分809被下载和安装，和/或从可拆卸介质811被安装。该计算机程序包含的程序代码可以用任何适当的网络介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。

在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分809从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质811被安装。在该计算机程序被处理器801执行时，执行本公开实施例的系统中限定的上述功能。根据本公开的实施例，上文描述的系统、设备、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。

根据本公开的实施例，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开实施例提供的计算机程序的程序代码，具体地，可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。程序设计语言包括但不限于诸如Java，C++，python，“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (18)

1.一种量子网络架构下的通信方法，其特征在于，所述量子网络架构包括M个网络控制器和N个通信节点，N为大于2的正整数，M为大于2的正整数，或者M为大于2且小于等于N的正整数，所述方法应用于所述网络控制器中，

所述方法包括：

在所述网络控制器为主网络控制器的情况下，执行处理所述N个通信节点间的量子通信逻辑；

执行所述主网络控制器的第一预升级逻辑，得到第一预升级数据；以及

将所述第一预升级数据下送至普通网络控制器；

或者

在所述网络控制器为普通网络控制器的情况下，基于所述第一预升级数据，执行所述普通网络控制器的第二预升级逻辑，得到第二预升级数据；以及

在所述主网络控制器发生单点故障的情况下，基于所述第二预升级数据，从普通网络控制器中升级新的主网络控制器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述执行处理所述N个通信节点间的量子通信逻辑，包括：

在一个时间窗内，获取所述时间窗对应的量子网络的全局拓扑；

基于预设的优先级队列，确定当前传输的通信数据，所述预设的优先级队列是基于通信请求偏好设置的；

基于所述通信数据，确定源端通信节点和目标端通信节点；

确定所述源端通信节点和所述目标端通信节点之间的最优路径，所述最优路径包括K个沿途节点，K为大于2的正整数；

测量所述K个沿途节点，收集测量结果；以及

将所述测量结果发送至所述目标端通信节点，以使所述源端通信节点和目标端通信节点建立量子隐形传态通道。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设的优先级队列的维护方法包括：

获取来自节点的通信数据的重要性积分、紧迫性积分以及保密性积分；

基于所述重要性积分、所述紧迫性积分以及所述保密性积分，计算通信积分；以及

按照所述通信积分的数值，对所述优先级队列中通信数据传输的优先级排序。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设的优先级队列的维护方法还包括：

获取来自节点的所述通信积分；以及

按照所述通信积分的数值，对所述优先级队列中通信数据传输的优先级排序。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设的优先级队列的维护方法还包括：

将最新维护好的优先级队列下送至普通网络控制器。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述执行所述主网络控制器的第一预升级逻辑，得到第一预升级数据，包括：

生成其他M-1个网络控制器的网络控制器顺序号和其他M-1个网络控制器的网络控制器顺序表，作为第一预升级数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一预升级数据，执行所述普通网络控制器的第二预升级逻辑，得到第二预升级数据，包括：

按照所述网络控制器顺序号，持续心跳监测其他的普通网络控制器，得到健康状态；

基于本端的普通网络控制器监测的所述健康状态，维护所述网络控制器顺序表；以及

将本端的普通网络控制器监测的所述健康状态发送至其余普通网络控制器。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一预升级数据，执行所述普通网络控制器的第二预升级逻辑，得到第二预升级数据，还包括：

基于接收到的来自其他端的普通网络控制器监测的所述健康状态，维护所述网络控制器顺序表。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于本端的普通网络控制器监测的所述健康状态，维护所述网络控制器顺序表，或者所述基于接收到的来自其他端的普通网络控制器监测的所述健康状态，维护所述网络控制器顺序表，包括：

基于所述健康状态，计算计算健康积分；

按照所述健康积分，对所述网络控制器顺序表中网络控制器顺序号排序。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述健康状态包括心跳监测连通和心跳监测不连通，

所述基于所述健康状态，计算计算健康积分，包括：

在所述健康状态为心跳监测连通的情况下，对所述健康积分进行加一处理。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二预升级数据，从普通网络控制器中升级新的主网络控制器，包括：

基于所述网络控制器顺序表，选择排序第一且当前健康状态为心跳监测连通的普通网络控制器升级为新的主网络控制器。

12.根据权利要求7-11中任一项所述的方法，其特征在于，在所述基于所述第二预升级数据，从普通网络控制器中升级新的主网络控制器后，所述方法还包括：

在本端的普通网络控制器升级为新的主网络控制器的情况下，将M个网络控制器的健康状态发送至N个通信节点中要求通信的通信节点中。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述网络控制器为普通网络控制器的情况下，采集预设的选举算法所需的选举数据；以及

在所述主网络控制器发生单点故障的情况下，基于所述选举数据，从普通网络控制器中升级新的主网络控制器。

14.根据权利要求1-5、7-11以及13中任一项所述的方法，其特征在于，所述网络控制器是配置于所述通信节点中的，或者所述网络控制器是配置于所述通信节点以外的设备中的。

15.一种量子网络架构下的通信装置，其特征在于，所述量子网络架构包括M个网络控制器和N个通信节点，N为大于2的正整数，M为大于2的正整数，或者M为大于2且小于等于N的正整数，所述装置应用于所述网络控制器，

所述装置包括：

量子通信模块，用于在所述网络控制器为主网络控制器的情况下，执行处理所述N个通信节点间的量子通信逻辑；

第一预升级模块，用于执行所述主网络控制器的第一预升级逻辑，得到第一预升级数据；以及

数据下送模块，用于将所述第一预升级数据下送至普通网络控制器；

或者

第二预升级模块，用于在所述网络控制器为普通网络控制器的情况下，基于所述第一预升级数据，执行所述普通网络控制器的第二预升级逻辑，得到第二预升级数据；以及

升级选择模块，用于在所述主网络控制器发生单点故障的情况下，基于所述第二预升级数据，从普通网络控制器中升级新的主网络控制器。

16.一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个计算机程序，

其特征在于，所述一个或多个处理器执行所述一个或多个计算机程序以实现根据权利要求1～14中任一项所述方法的步骤。

17.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1～14中任一项所述方法的步骤。

18.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1～14中任一项所述方法的步骤。