动态 RIS-Assisted THz 量子网络：在信道衰落下联合优化纠缠生成与保真度
量子物理
2025-10-29 v1 新兴技术
信息论
math.IT
摘要
由太赫兹(THz) 无线链路支持的量子网络(QN)为移动和设施稀缺的环境提供了一种变革性的光纤替代方案。然而，THz 信道中的信号衰减、分子吸收和严重的传播损耗，构成了可靠量子状态传输和纠缠分发的重大挑战。为克服这些限制，我们提出一种基于动态可重构智能表面(RIS)-辅助无线 QN 架构，利用能够根据入射信噪比(SNR)在主动与被动模式之间切换的自适应 RIS 单元。这些动态 RIS 单元增强了对�幅和相位的波束赋形控制，实现对 THz 特有损耗的稳健重定向与补偿。我们构建了详细的分析模型，纳入 THz 量子链路中的关键物理层现象，包括路径损耗、衰落、热噪声和对齐变化。我们构建了安全的优化框架，以满足信道质量服务(QoS)需求下的保真度、安全性和公平性约束，联合确定 RIS 放置与纠缠生成率(EGR)分配。模型还探讨了动态 RIS 切换模式所引发的侧信道漏洞。仿真结果表明，所提出的架构在静态 RIS 基准下分别实现了最高 87% 的保真度提升和 65% 的公平性改善，在真实的 THz 信道条件下保持稳健性。这些结果凸显了动态 RIS 技术在实现 THz 无线链路的可扩展和自适应量子通信中所具有的潜力。
引用
@article{arxiv.2510.23610,
title = {Dynamic RIS-Assisted THz Quantum Networks: Joint Optimization of Entanglement Generation and Fidelity under Channel Impairments},
author = {Shakil Ahmed},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.23610},
year = {2025}
}