[发明专利]基于大规模单原子腔体量子网络的组网方法

权利要求书

1.一种基于大规模单原子腔体量子网络的组网方法，其特征在于，流程为：

(1)组建基于单原子腔体的量子密钥分发层，构成量子网络；所述量子网络中的量子节点由单原子腔体构成；

(2)建立经典通信网络与量子密钥分发层相结合的模型；所述经典通信网络与量子密钥分发层形成上、下层架构，经典通信网络与量子密钥分发层之间通过上、下行链路连接；量子节点在经典通信网络中存在一一对应的经典节点，使用经典节点标识量子节点的存在；

(3)量子密钥分发层中的量子节点、量子链路性能通过上行链路映射到经典通信网络中对应的经典网络节点和经典链路上，然后将经典通信网络抽象成一个加权有向图；

(4)经典通信网络执行最高分发效率路径路由算法；由于节点性能和链路性能是相互独立的，那么表示节点的权值和表示链路的权值可以做乘法，生成新的权值赋值给边作为新的权值，在有向图中找到一条效率最高的路径；即，在经典通信网络中可以找到一条分发效率最高的路径；

(5)获取的经典路由信息通过下行链路传输到量子密钥分发层并协助对应的量子节点；

(6)量子节点之间按照得到的经典信息在量子密钥分发层建立合适的量子路径；

(7)量子路径建立后，进行后续的量子密钥分发操作。

2.根据权利要求1所述的基于大规模单原子腔体量子网络的组网方法，其特征在于，在所述量子密钥分发层中，量子节点具备存储和转发功能；在远距离通信方之间链路上的中间量子节点采用“存储--转发”的模式，在需要通信双方之间进行量子信息的传输。

3.根据权利要求1或2所述的基于大规模单原子腔体量子网络的组网方法，其特征在于，所述最高分发效率路径路由算法的流程为：

(4.1)初始化；集合S保留已知的所有顶点权值，d[]已经是最高分发效率路径的值的顶点，集合Q包含其他所有顶点；开始时，集合Q包含所有顶点，集合S为空；量子节点和相邻量子链路的值做乘积变成新的边权，即最高分发效率w；把源点s放入集合S中；

(4.2)将每个量子节点的顶点权值d[]赋值为从源点s到该节点的最高分发效率值w；与源点s不相邻，则该量子节点的顶点权值d[]为0；开始时，与源点s相邻的顶点权值有非零值，其他量子节点的顶点权值为0；

(4.3)从所有集合S中顶点权值d[]中取权值最大的量子节点，把该量子节点放入集合S，并在集合Q中删除该量子节点；以该量子节点为中间节点更新从源点s能够到达集合Q中的顶点权值；如果新的权值比已经存在的权值大，则用新的权值更新已经存在的权值；

(4.4)判断顶点集合Q是否为空；如果为是，则输出从源节点到其他节点的最高分发效率值及路径；如果为否，则重复执行步骤(4.3)；

(4.5)算法结束。