研究目的
提出一种全连接量子网络架构，将量子密钥分发协议的优势扩展至两个以上远距离用户，在不牺牲安全性或功能性的前提下实现资源最小化。
研究成果
我们已成功实现量子通信网络的原理验证演示。采用电信波长使其与现有基础设施兼容。该网络架构可轻松适配任何其他网络拓扑。
研究不足
该架构的主要缺点是，在单个探测器上检测多个通道会引入大量噪声。这种噪声会导致保真度（或纠缠质量）下降。
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基于纠缠的波长复用量子通信网络
DOI：10.1038/s41586-018-0766-y
期刊：Nature
出版年份：2018
更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要：
量子密钥分发技术已达到可在实际场景中部署的成熟水平。此前研究已证明，该技术能与经典通信共用同一根电信光纤运行，并在光纤与自由空间链路中实现远距离传输。然而，大多数实施方案和协议仅限于两方通信，这限制了量子密钥分发的实际应用范围。量子网络能将量子密钥分发协议的优势扩展至多个远程用户。本文提出一种全连接量子网络架构：通过单个纠缠光子源向多个用户分发量子态，同时为每个用户最小化所需资源；且相比两方通信方案，该方案在安全性和功能性方面均无折损。我们采用单源双路偏振纠缠光子（复用至12个波长信道）验证了该方案的可行性——仅需每用户一根光纤和一个偏振分析模块，就能在完全连接图中为四个用户分配六种量子态。由于添加用户无需改造纠缠源，该网络可轻松扩展至大量用户，且无需信任光源提供方。与以往基于有源光开关（存在工作周期限制）的多用户网络方案不同，本实现方案完全被动，因而有望实现前所未有的量子通信速率。
作者：
S?ren Wengerowsky，Siddarth Koduru Joshi，Fabian Steinlechner，Hannes Hübel，Rupert Ursin
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