Notes: A Link Layer Protocol for Quantum Networks

论文作者:Axel Dahlberg, Matthew Skrzypczyk, Tim Coopmans 等 12 人
Notes by 李辰剑 2022-12-14


Contents

  • 作者背景
  • 论文背景
  • 核心内容
  • 实证评估
  • 对工作的评价

作者背景

这是一篇 2019 年发表在计算机网络顶级期刊 SIGCOMM 上的论文,方向为量子网络。近年来,量子计算和量子通信一直是研究的热点方向,而量子网络正是量子通信中的一个概念。

虽然量子网络离大规模实现还很远,但是远在荷兰的 Delft 大学的 QuTech 研究组却选择将其作为主攻方向,几乎将全部的资源押注在量子网络上,近年来也确实取得了许多前沿成果,本篇论文就是其中之一。

我观察了这篇论文的一作二作,发现他们在近五年才有了引用量,且近几年引用量快速上升。可以推测,他们是 QuTech 研究组(Delft 大学研究量子计算和量子信息的课提组)的博士生,是学术界的下一代。这篇论文目前已经获得120的引用量(数据来自 Google Scholar),得到了学界的广泛关注。这篇文章,再加上几位博士生快速上升的引用量,说明他们可能是正在升起的学术新星。

QuTech研究组官方网站链接:https://qutech.nl/

论文背景

近年来,量子计算和量子信息一直是研究的热点方向之一。量子通信是量子信息的主要部分,其目标是利用量子力学的特性(例如量子纠缠)做到超越经典通信的能力。例如,由于无法被完整克隆,量子态无法像经典信息一样被复制并发送,但利用一对提前共享的纠缠对,便可以将一个量子态从一处传送到另一处。又如,利用一对提前共享的纠缠对,只发送一个经典 bit 便可在通信双方之间传送 2 bit 信息——这又被称为“超密编码” (superdense coding)。

由此可见,纠缠对在量子通信中起着重要的作用,大多数的量子通信方案都直接依赖于它。然而,在现实世界中真正产生纠缠对并非一件容易的事,想让远距离的通信双方长时间持有纠缠对更是难上加难。困难主要包括如下几项:

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