基于双向量子遥传协议的多跳量子通信优化
量子物理
2025-04-11 v1
摘要
本文介绍了一种新的双向量子遥传方法，称为使用修改狄克stra算法和量子步的方法的双向量子遥传 (BQT-MDQW)。该方法使用各种类型的纠缠态，如 GHZ-贝尔态、W-贝尔态和 Cluster-贝尔态，以提高多跳量子无线网络中的量子通信效率。我们聚焦于 W-贝尔态，并比较基于量子 walks 的量子狄克stra算法与经典狄克stra方法的性能。我们将两种方法分别应用于量子和经典模拟器中，通过测量保真度、内存利用率和吞吐量来评估其性能。我们的结果表明，基于量子 walks 的量子狄克stra算法可显著降低计算机复杂度，解决最短路径问题。量子 walks 的引入允许在量子信道之间进行动态转换，有效探索量子网络状态，这一点在该协议中至关重要。利用量子 walks 对变化量子信道状态的适应能力，我们还引入了一种成功识别变动量子信道下单诺矩阵的方法。该协议的双向遥传结构旨在解决量子无线网络中的多跳遥传问题。此外，我们提出了一种量子狄克stra算法，该算法利用量子门显著降低计算复杂度，通过建立在量子 walks 框架上的网络问题求解方法。这一方法展示了量子计算如何用于解决诸如最短路径问题等任意优化问题。最后，我们提出了一种新型的多跳量子遥传系统，涵盖了单向和双向通信，正如在量子狄克stra算法系统中所介绍的那样。
引用
@article{arxiv.2504.07320,
title = {Optimizing Multi-Hop Quantum Communication using Bidirectional Quantum Teleportation Protocol},
author = {N. Ikken and P. Kumar and A. Slaoui and B. Kar and R. Ahl Laamara and M. Almousa and A. A Abd El-Latif},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.07320},
year = {2025}
}