中國科學技術大學郭光燦院士團隊的韓正甫、陳巍教授等與薛開平教授合作,在構建異構量子網絡方面取得重大進展,相關成果近日發表於國際學術期刊《自然·通訊》。
當前的量子網絡通常專門為特定任務設計,這種專用系統限制了未來量子網際網絡的開放性和多樣性,使其難以適應多變的實際需求。為了解決這一關鍵瓶頸,郭光燦院士團隊提出了異構量子通信網絡的創新架構,旨在打造一個更為開放、靈活且兼容的量子通信平台。
此次突破可以理解為研發出一種通用的「量子語言翻譯器」。不同類型的量子設備就像講不同語言的人,彼此之間很難直接溝通。但現在,這個「翻譯器」可以讓它們無障?地交換信息。研究團隊提出並展示了全異構量子網絡架構及其關鍵支撐技術,成功實現了不同物理維度的量子系統之間的開放式互聯。這一網絡不僅能支持多種不同量子任務的並行與自動優化,還引入了軟體定義網絡技術,設計了「編排核心」以自動化量子任務選擇、通信協議適配與系統參數優化。網絡的異構性體現在接入自由度、用戶設備以及協議與任務等多個方面,使得不同類型的量子設備能夠在統一的網絡框架下實現互操作。
基於這一先進架構,研究團隊構建並運行了一個包含五個節點的異構量子網絡,其中包括一個檢測節點和四個配備不同調製系統的源節點。在該網絡中,成功演示了多協議切換、多自由度切換與多任務切換,並完成了四種不同量子任務的驗證。團隊還在國際上首次展示了含多個惡意節點的量子拜占庭協定,這為產品溯源等高級應用鋪平了道路,標誌著量子網絡容錯共識能力的極大提升。
