量子网络数据传输与应用技术
量子网络数据传输与应用技术通过设计高速可靠的量子通信协议和高效的量子算法，为量子传感、量子传输、量子计算和量子加密等领域提供强有力的技术支持，最终实现量子优越性。该技术的研究不仅推动了量子信息科学的发展，也为未来的量子互联网奠定了基础。
研究意义
量子网络的应用广泛且潜力巨大，包括：
- 量子传感：提高测量精度和灵敏度。
- 量子传输：实现信息的安全、高效传输。
- 量子计算：增强计算能力，解决传统计算机无法处理的问题。
- 量子加密：提供安全的数据传输，保护信息隐私。
研究内容
- 网络层协议：研究快速寻找纠缠路径的方法，建立高保真度的端到端纠缠连接。
- 传输层协议：动态控制发送速率，确保量子数据的高速可靠传输。
- 应用层协议：优化纠缠量子的使用，提高量子应用的性能，保障传输数据的安全性。
主要项目与成果
- 国家自然科学基金面上项目，研究基于隐形传态的量子数据网络中纠缠路由关键技术（2023.01-2026.12）。
- 江苏省自然基金面上项目，探讨基于隐形传态的量子数据网络中纠缠路由方案（2022.07-2025.06）。
- 合肥市自然基金面上项目，设计量子数据网络通信协议（2022.07-2024.06）。
- 中国科学院引才计划B类，聚焦量子数据网络关键技术研究（2021.09-2023.07）。
技术创新
- 首个纠缠路由与纯化方案，保障量子纠缠连接的端到端保真度。
- 首个量子网络异步路由协议，实现量子传输请求流模式处理。
- 首个量子网络传输控制协议，确保量子数据的可靠传输。
- 首个有限量子密钥加密方案，保护分布式联邦学习的数据隐私。
挑战与技术方案
- 面临的难点：
- 量子数据传输资源稀缺。
- 量子纠缠的持续时间短，成功建立概率低。
- 量子数据传输易失败，以及协议优化的复杂性。
- 技术方案：
- 整型规划与优化分解技术。
- 拉格朗日松弛与对偶迭代方法。
- 图算法与机理分析。
- 仿真模拟技术的应用。
研究目标
设计并实现一个完整的量子网络通信系统，以满足未来量子应用的需求，为量子科技的进步提供强有力的支持。