近期,一份深度探討量子互聯(lián)網(wǎng)及其與算網(wǎng)協(xié)同體系架構(gòu)的白皮書引起了廣泛關(guān)注。這份名為《2025量子互聯(lián)網(wǎng)與算網(wǎng)協(xié)同體系架構(gòu)白皮書》的報告,由紫金山實驗室等機構(gòu)聯(lián)合編寫,詳盡地剖析了量子信息技術(shù)的基礎(chǔ)框架及其前沿應(yīng)用。
報告開篇即引入了量子信息技術(shù)的基石——量子力學(xué)核心概念,包括疊加態(tài)、糾纏態(tài)以及量子測量等。隨后,深入闡述了量子通信、量子計算和量子精密測量三大應(yīng)用領(lǐng)域。在量子通信方面,報告介紹了量子密鑰分發(fā)(QKD)、量子隱形傳態(tài)以及量子安全直接通信(QSDC)等關(guān)鍵技術(shù);量子計算部分則概述了其四階段發(fā)展歷程,并提及了超導(dǎo)、離子阱等物理平臺以及Shor、Grover等關(guān)鍵算法;至于量子精密測量,報告指出其已突破標(biāo)準(zhǔn)量子極限,并在量子時鐘網(wǎng)絡(luò)、長基線望遠鏡等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。
緊接著,報告詳細描繪了量子互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)藍圖,指出其發(fā)展將歷經(jīng)可信中繼、準(zhǔn)備和測量等多個階段。目前,多個國家已著手部署可信中繼網(wǎng)絡(luò),量子中繼技術(shù)也迭代至第四代。報告還探討了量子互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議棧方案、分組交換技術(shù)以及初期運行模式等,通過用戶與主體網(wǎng)絡(luò)的劃分,以及集中式調(diào)控機制,展示了量子互聯(lián)網(wǎng)在實際應(yīng)用中的可行性。
為了更直觀地展示量子互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,報告以BBM92-QKD和分布式量子計算為例,詳細闡述了應(yīng)用協(xié)議的運行流程。這一流程強調(diào)了建立端到端糾纏信道的重要性,為后續(xù)協(xié)議的執(zhí)行奠定了堅實基礎(chǔ)。
在量子算網(wǎng)協(xié)同方面,報告分析了量子云計算、量子-超算融合以及分布式量子計算三大協(xié)同化趨勢。報告指出,由于量子應(yīng)用對保真度、延遲等具有特殊要求,因此算網(wǎng)協(xié)同顯得尤為重要。為此,報告探討了資源抽象與建模、量子業(yè)務(wù)建模以及調(diào)度框架建模等三大研究方向,旨在為量子互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供理論支撐。
最后,報告指出,盡管量子互聯(lián)網(wǎng)仍處于初期階段,但未來有望通過突破量子中繼、糾錯碼等關(guān)鍵技術(shù),結(jié)合經(jīng)典基礎(chǔ)設(shè)施,催生算網(wǎng)協(xié)同的新業(yè)態(tài)。這一展望不僅為量子互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展指明了方向,也為其在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。