5、量子网络的成本分析、路由策略与接口技术

量子网络的成本分析、路由策略与接口技术

量子成本向量分析

在量子网络中，链路和节点都存在成本，且除了经典成本外，还有一些对量子应用至关重要的额外成本。经典数字数据离散化，对噪声有很强的鲁棒性，而量子叠加态的系数是连续的，传输过程中误差会累积，状态会恶化，因此需要重新思考合适的成本度量。

1. 成本度量指标

   • 效率 ：效率度量是乘法性的。对于连续的有损信道，净效率为：
     [
     \eta_{net} = \prod_{i} \eta_{i}
     ]
     其中，(\eta_{i}) 是第 (i) 个信道的效率。例如，光子依次通过成功概率为 (\eta_1) 和 (\eta_2) 的信道，总成功概率为 (\eta_1\eta_2)。当使用单光子编码量子比特时，有水平偏振态 (|H\rangle)、垂直偏振态 (|V\rangle) 和真空态 (|0\rangle) 三种基态。损耗信道会以 (1 - \eta) 的概率将 (|H\rangle) 和 (|V\rangle) 映射到 (|0\rangle)，而对 (|0\rangle) 无影响。
   • 光谱滤波 ：光谱滤波可视为频率相关的损耗信道，其成本度量用频率响应函数 (\eta_f(\omega)) 表示，同样具有乘法性：
     [
     \eta_{f(net)}(\omega) = \prod_{i} \eta_{f(i)}(\omega)
     ]
     若跟踪频率响应，通常的效率度量可被吸收到频率响应函数中，即 (\