量子中继器的动态复用策略

我们考虑一个在两个端节点之间分发纠缠的复用量子中继器。复用通过多个量子芯片的光学集成来实现。每个芯片承载一个光学可寻址的通信量子比特和一个独立的存储量子比特。通信量子比特作为不同量子芯片之间纠缠生成的接口，而存储量子比特可用于存储纠缠。中继器上的量子芯片使用可重构路由器互连，使得在每次端到端通信周期中，能够动态分配量子芯片与两个端节点中的任一个进行纠缠生成。我们提出了一种动态复用策略，在与其中一个端节点建立纠缠链路后，所有剩余的量子芯片均被分配给另一个端节点。我们将此动态策略与量子芯片到端节点的分配固定的策略进行了比较。我们考虑了平均每个端到端通信周期生成少于一个纠缠链路的参数区间，这是近期量子网络的相关区间。我们表明，在此区间内，动态复用策略相较于固定策略能显著提高保真度，同时略微提升速率。此外，尽管动态复用策略需要比固定策略更深、因而损耗更大的路由器，但在所研究的参数区间内，它仍能实现更高的密钥率。这使得具有多量子芯片中继器的动态复用对于近期量子网络的发展尤为重要。