可重构量子互联网服务提供商

随着量子系统工程的最新进展，可扩展局域量子网络的实现已变得可行。然而，量子网络的设计与实现是一项整体性任务，远超出抽象设计问题的范畴。因此，一个能够让多学科在完整网络协议栈上验证设计与实现的测试床，已成为量子网络未来发展的必要基础设施。本工作中，我们展示了量子互联网服务提供商（QISP）的概念，类比于允许网络节点间共享经典信息的传统 ISP。QISP 对下一代量子网络具有重要意义，因为它协调量子网络终端用户间量子信息的产生、管理、控制与共享。我们构建了一个包含量子硬件与经典控制软件的可重构 QISP。基于亚利桑那大学（UA）量子网络中心（CQN）的基于光纤的量子网络测试床，我们开发了基于平台即服务（PaaS）架构的集成 QISP 原型，其经典控制软件被抽象并模块化为开源的 QISP 框架。为验证并表征 QISP 的性能，我们利用时间-能量纠缠光子源演示了多个量子网络节点间的多通道纠缠分发与路由。我们进一步在量子网络测试床上对多用户的并发服务进行了现场测试。我们的实验展示了 QISP 的稳健能力，为未来量子网络的架构与协议的设计和验证奠定了基础。