量子互联网作为下一代信息技术的革命性方向,正面临开放性与多样性不足的关键挑战。当前主流量子网络多采用针对特定任务设计的专用系统架构,这种模式严重制约了网络功能的扩展与兼容性。中国科学技术大学的研究团队针对这一瓶颈,提出了一种创新性的全异构量子网络架构,为构建开放型量子互联网提供了关键技术支撑。
研究团队通过引入软件定义网络技术,设计出具备自动化编排能力的核心系统。该系统可实现量子任务智能选择、通信协议动态适配以及系统参数实时优化,有效解决了异构设备间的协同工作难题。实验构建的五节点网络包含检测节点与四个采用不同调制技术的源节点,分别支持偏振、时间-相位、相位等物理维度,形成了接入自由度、用户设备、协议任务的三重异构特性。
在验证实验中,研究人员成功演示了多协议、多自由度、多任务的并行切换能力,完成了四种典型量子任务的验证。特别值得关注的是,该网络在国际上首次实现了包含多个恶意节点的量子拜占庭协定实验,这项突破为产品溯源等需要高安全共识的应用场景奠定了基础,标志着量子网络容错能力的显著提升。
与传统量子网络相比,新架构通过软件定义与集中编排技术,使用户无需关注底层实现细节即可灵活调用网络服务。这种设计不仅降低了设备扩展成本,还大幅提升了网络覆盖范围与安全性能。研究团队指出,开放兼容的多功能架构是量子互联网走向大规模实用化的必经之路,当前多数网络存在的设备限制、功能单一等问题,可通过该方案得到有效解决。
相关成果已发表于国际权威学术期刊《自然・通讯》,其技术路径为量子互联网从实验室走向实际应用提供了重要范例。实验构建的异构网络模型,清晰描绘了制备-测量型量子网络的终极形态,为开发通用型量子网络设备提供了全新思路。












