拓扑对量子网络中多体纠缠分发协议的影响

量子网络将依赖纠缠分发来实现多用户应用，如分布式量子计算和密码学。虽然多体纠缠分发路由协议已在理想化网格拓扑上被广泛研究，但关于真实网络结构如何塑造其性能和资源需求，了解较少。我们对 81 个真实网络拓扑上的四种多体纠缠分发路由协议进行了系统研究，每种协议由路径数量（单路径和多路径）和路由策略（基于星型和基于树型）表征。我们识别出四种不同的拓扑依赖性能区域：(i) 所有协议性能较差，(ii) 基于树型的协议占主导，(iii) 多路径协议占主导，或 (iv) 所有协议性能良好。通过将聚类与图度量相关联，我们还为特定协议的多样化性能提供了结构解释。此外，受中继器高成本的驱动，我们研究了中继修剪对多路径协议性能的影响。拓扑强有力地决定了在保持给定性能（分发率）的同时，中继节点可以从网络中移除多远。例如，在仅有 80% 节点充当中继器的网络中，性能良好的拓扑能够保留超过 90% 的分发率；而稀疏、弱连接的图则表现出快速的性能下降，保留不到一半的分发率。我们的结果为未来量子网络中的协议选择和基础设施优化提供了一个拓扑感知框架，将路由设计与成本感知的部署策略相结合。