量子网络中端到端纠缠建立路径选择研究

最优路由是量子网络中的一个基本挑战，已提出多种方法来确定节点对之间端到端（e2e）纠缠生成的最有效路径。在本文中，我们表明，由于量子网络的动态特性，\textit{先存纠缠}——即在先前网络周期中生成但尚未使用的纠缠——是最优路径选择中的一个重要考量因素。具体而言，我们研究了一条具有先存纠缠的较长路径是否能优于一条从零开始的较短路径。我们考虑了关键的量子约束，包括含噪纠缠生成与交换、保真度衰减、概率性操作以及交换失败时的链路丢弃。仿真结果表明，在某些条件下，具有先存纠缠的较长路径能够比较短路径更快地建立端到端纠缠。我们进一步引入了\textit{纠缠多样性}的概念，即可以使用多条路径来提高性能——要么通过选择第一条成功的路径以最小化时间，要么通过使用两条路径经由蒸馏来提高保真度。这些发现突显了将先存纠缠纳入路径选择策略对于优化量子通信网络的重要性。