量子互联网 从理论至实践

量子互联是指用量子技术来驱动传统的互联网。通过对量子资源及量子特性的合理使用，量子互联网有望在数据传输效率、信息处理能力及网络服务安全等各方面为现有的互联网带来本质上的提升，对于国家信息安全及数字经济发展具有重要意义。

在此基础之上，作者进一步介绍了近期研发的开源量子网络工具集 QNET，可用于量子网络协议设计，量子网络架构测试，加速量子网络标准制定与部署。当前，QNET 包含了量子计算和网络仿真所需要的核心引擎，量子网络设计所需要的软硬件以及拓扑模块，以及根据常用数据集和模板规划构成的数据集和模型库。

本文通过 QNET 完成了大量的实验案例，特别地，对著名的“墨子号”量子科学卫星的一项量子密钥分发实验进行了仿真。该实验在卫星和地面接收站之间进行量子密钥分发，整个过程包含卫星姿态调整、跟踪锁定、密钥分发等一系列流程。开展卫星实验和仿真的难点在于量子卫星的位置实时变化，需要实时跟踪和调整。为此，作者在 QNET 中构建了量子卫星以及自由空间量子信道等模型。

除了点对点的实验之外，QNET 也可以用于设计和验证完整的量子网络架构，或通过连接真实的量子设备对量子网络协议进行评估和验证。感兴趣的读者请参考原文以了解更多特色案例。我们的目标是建立一个基于量子计算的网络，以支持实时的数据交换和量子密钥分发。

（编辑：银川站长网）

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