[发明专利]用于启用和管理量子网络的方法、系统和装置

说明书

可以提供集中式量子能力管理。量子网络架构可以包括集中式量子网络管理器。量子策略管理可以由量子网络管理器控制。可以提供量子能力注册、请求、订阅和发现。可以提供集中式量子连接创建和管理。可以提供有效的量子链路层服务。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年7月19日提交的临时美国专利申请No.62/876,403的权益，其公开内容通过引用而被整体并入本文。

背景技术

利用诸如叠加和纠缠(entanglement)之类的量子计算特征，量子通信和计算可以实现更安全的web应用和其他类型的因特网通信。例如，量子密钥分发(QKD)可以允许安全密钥在超文本传输协议(HTTP)客户端和HTTP服务器之间安全地分发。利用这种启用了QKD的安全密钥，所述HTTP客户端和所述HTTP服务器可以建立更安全的HTTP连接。

发明内容

本文描述了解决量子能力管理、量子连接管理和量子链路层服务的方法、装置和系统。尽管这些问题可能彼此不相关，但是它们可以是用于实现QKD和其它量子应用的构建块。如本文所述，这些方法、装置和系统可以提供QKD和其它量子应用。

可以提供一种用于管理量子网络内的一个或多个量子节点的设备。该设备可以包括存储器和处理器。该处理器可以被配置成执行多个动作。该设备可以是量子网络管理器(QNM)。可以接收在源量子网络终端(QNT)和目的地QNT之间创建量子连接的请求。可以确定所述源QNT和所述目的地QNT之间的量子路径，其中该量子路径可以包括量子网络路由器(QNR)。第一消息可在所述量子路径上被发送到所述QNR以创建用于所述量子路径的第一跳的第一纠缠量子位对(qubit pair)和用于所述量子路径的第二跳的第二纠缠量子位对。所述第一消息还可以包括指示何时可以创建所述量子连接的时间。可以向所述QNR发送第二消息，该第二消息指示所述QNR使用所述第一纠缠量子位对和所述第二纠缠量子位对来执行纠缠交换，以提供用于所述量子连接的所述量子路径。可以接收指示所述量子连接已经被创建的确认消息。

可以提供一种用于管理量子网络内的一个或多个量子节点的设备。该设备可以是量子网络管理器(QNM)。该设备可以包括存储器和处理器。可以接收在源量子网络终端(QNT)和目的地QNT之间创建量子连接的请求。可确定所述源QNT和所述目的地QNT之间的量子路径。所述量子路径可以包括量子网络路由器(QNR)。可以确定用于创建所述量子连接的纠缠序列。所述纠缠序列可包括第一纠缠操作和第二纠缠操作。第一消息可被发送到所述源QNT，以在一时间之后执行所述第一纠缠操作。第二消息可被发送到所述QNR以在所述时间之后执行所述第二纠缠操作。可以接收指示量子连接已经被创建的确认消息。

可以提供一种用于创建量子连接的装置。该设备是量子网络客户端(QNC)。该设备可以包括存储器和处理器。可以向量子网络管理器(QNM)发送第一消息。所述第一消息可以包括对量子连接的请求和用于所述量子连接的参数。该参数可以包括以下中的一者或多者：源QNT地址、目的地QNT地址、用于所述量子路径的路径信息、可以创建所述量子连接的时间、量子连接创建模式、用于纠缠对的最小保真度、关于可以如何执行纠缠交换的指示、关于可以用于纠缠交换的协议的指示、可以用于所述量子路径的最大跳数、关于将使用所述量子连接的应用的指示、以及关于所述量子连接的寿命的指示。

附图说明

此外，图中相同的附图标记表示相同的元素，其中：

图1A是示出了可以实施所公开的一个或多个实施例的示例通信系统的系统图示；

图1B是示出了根据一个实施例的可以在图1A所示的通信系统内部使用的示例无线发射/接收单元(WTRU)的系统图示；

图1C是示出了根据一个实施例的可以在图1A所示的通信系统内部使用的例示无线电接入网络(RAN)和例示核心网络(CN)的系统图示；

图1D是示出了根据一个实施例的可以在图1A所示的通信系统内部使用的另一个例示RAN和另一个例示CN的系统图示；