量子信息网络关键技术与核心组件

doi:10.12267/j.issn.2096-5931.2023.07.008

信息通信技术与政策 ›› 2023, Vol. 49 ›› Issue (7): 60-67.doi: 10.12267/j.issn.2096-5931.2023.07.008

量子信息网络关键技术与核心组件

Enabling technologies and building blocks of quantum information network

姚飞, 赖俊森, 李芳, 赵文玉

中国信息通信研究院技术与标准研究所,北京 100191

收稿日期:2023-06-15 出版日期:2023-07-25 发布日期:2023-08-03
作者简介:
姚飞中国信息通信研究院技术与标准研究所光网络技术与应用研究部工程师,博士,主要从事量子信息领域技术、政策、标准等方面的研究工作
赖俊森中国信息通信研究院技术与标准研究所光网络技术与应用研究部主任工程师,高级工程师,博士,主要从事量子信息相关新技术、标准制定及测试验证等方面的研究工作
李芳中国信息通信研究院技术与标准研究所光网络技术与应用研究部主任,正高级工程师,主要从事5G承载、分组传送、云网融合等方面的技术与标准研究工作
赵文玉中国信息通信研究院技术与标准研究所副所长,正高级工程师,博士,主要从事超高速光通信、光模块器件、量子信息等相关新技术、标准制定及测试验证等方面的研究工作

YAO Fei, LAI Junsen, LI Fang, ZHAO Wenyu

Technology and Standards Research Institute, China Academy of Information and Communications Technology, Beijing 100191, China

Received:2023-06-15 Online:2023-07-25 Published:2023-08-03

摘要/Abstract

摘要：

量子信息网络旨在连接多个量子处理器节点,提供量子计算机和量子传感器等量子信息系统之间的互联组网能力,是未来量子信息技术发展演进和融合的重要方向之一。对量子信息网络的关键技术原理、核心使能组件以及未来技术发展关注点进行综述,为相关领域的研究与应用探索提供参考。

关键词: 量子信息网络, 量子中继, 量子器件

Abstract:

Quantum Information Network (QIN) aims to connect multiple quantum processor nodes, providing interconnection networking capabilities for quantum information systems such as quantum computers and quantum sensors. It is an important direction for the future development and integration of quantum information technology. This article reviewed key technical principles, enabling building blocks, and future technical development concerns of the QIN, providing references for research and application exploration in related fields.

Key words: quantum information network, quantum repeater, quantum devices

中图分类号:

O413
TN918.3

姚飞, 赖俊森, 李芳, 赵文玉. 量子信息网络关键技术与核心组件[J]. 信息通信技术与政策, 2023, 49(7): 60-67.

YAO Fei, LAI Junsen, LI Fang, ZHAO Wenyu. Enabling technologies and building blocks of quantum information network[J]. Information and Communications Technology and Policy, 2023, 49(7): 60-67.

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图/表 3

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节点分类	功能	QIN组件
终端节点	执行量子应用程序的主机	量子计算机
终端节点	执行量子应用程序的主机	量子传感器
中继节点	负责在量子网络中分配和管理纠缠	量子中继器
中继节点	负责在量子网络中分配和管理纠缠	量子路由器
支持节点	协助终端节点和中继节点进行纠缠分发等	量子光源
		贝尔态分析仪
		量子存储器
		量子转换器
		单光子探测器

节点分类	功能	QIN组件
终端节点	执行量子应用程序的主机	量子计算机
终端节点	执行量子应用程序的主机	量子传感器
中继节点	负责在量子网络中分配和管理纠缠	量子中继器
中继节点	负责在量子网络中分配和管理纠缠	量子路由器
支持节点	协助终端节点和中继节点进行纠缠分发等	量子光源
		贝尔态分析仪
		量子存储器
		量子转换器
		单光子探测器

存储介质分类	实现方案
固态量子存储器	基于稀土离子掺杂的固态量子存储
	基于金刚石色心的量子存储
	基于半导体纳米晶体量子点的量子存储
光量子存储器	光学延迟线
光量子存储器	环形光路量子存储
原子气体量子存储器	电磁诱导透明量子存储
	磁场梯度回波存储方案
	远失谐拉曼存储方案
	梯形量子存储方案
	基于室温原子系综的远失谐量子存储

存储介质分类	实现方案
固态量子存储器	基于稀土离子掺杂的固态量子存储
	基于金刚石色心的量子存储
	基于半导体纳米晶体量子点的量子存储
光量子存储器	光学延迟线
光量子存储器	环形光路量子存储
原子气体量子存储器	电磁诱导透明量子存储
	磁场梯度回波存储方案
	远失谐拉曼存储方案
	梯形量子存储方案
	基于室温原子系综的远失谐量子存储

量子信息网络关键技术与核心组件

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