摘要：尽管纠缠的光子对量子计算和通信具有令人难以置信的希望，但它们具有主要的固有劣势。使用后，它们只是消失了。在一项新的研究中，物理学家提出了一种新的策略，以在不断变化的，不可预测的量子网络中维护通信。通过重建这些消失的联系，研究人员发现该网络最终定居于一个稳定的状态（尽管不同）。...

尽管纠缠的光子对量子计算和通信具有令人难以置信的希望，但它们具有主要的固有劣势。使用后，它们只是消失了。

在一项新的研究中，西北大学物理学家提出了一种新的策略，以在不断变化的，不可预测的量子网络中维护通信。通过重建这些消失的联系，研究人员发现该网络最终定居于一个稳定的状态（尽管不同）。

研究人员发现，关键在于添加足够数量的连接以确保网络继续运行。添加太多的连接带有高成本，资源过高。但是，添加太少的连接会导致无法满足用户需求的网络。

这些发现可能会导致最佳设计的量子网络用于闪电般的计算和超安全通信。

该研究今天（1月23日）在《期刊》上发表物理评论信。

该研究的高级作者说：“许多研究人员正在为建立全球更大，更好的量子通信网络付出了重大努力。”但是，一旦向用户开放量子网络，它就会燃烧。这就像越过一座桥，然后将其燃烧在您身后。如果不干预，网络很快就会拆除。要解决这个问题，我们开发了一个简单的用户模型。我们在每个通信事件中开发了一个固定数量的Bridges或链接，通过固定的Nodes Nodes进行了足够的链接。在每个链接之间进行了链接。

Kovács是复杂系统的专家，是西北温伯格艺术与科学学院的物理与天文学助理教授。

消失链接网络

量子网络通过利用量子纠缠而起作用，量子纠缠是一种链接的现象，无论它们之间的距离如何。量子通信专家木公，研究的第一作者之一将纠缠描述为“怪异”但有效的资源。在研究时，孟（Meng）是科瓦克（Kovács）集团的一名研究助理，但现在是纽约伦斯勒（Rensselaer）理工学院物理学助理教授。

孟说：“量子纠缠是量子颗粒之间的怪异，违反时空的相关性。” “这是一种允许量子粒子互相交谈的资源，因此他们可以一起执行复杂的任务，同时确保没有者可以拦截他们的信息。”

但是，当两台计算机使用纠缠链接进行通信时，该通信中涉及的链接消失了。沟通本身改变了链接的量子状态，使其无法进行进一步的沟通。

科瓦克说：“在古典通信中，基础设施有足够的能力处理许多信息。” “在量子网络中，每个链接只能发送一条信息。然后它崩溃了。”

精确指出魔术数字

为了更好地了解网络如何在不断变化的情况下行事，Kovács及其团队在量子网络中建立了简化的用户模型。首先，研究人员使用户能够随机选择与之交流的其他用户。然后，他们找到了这些用户之间最短，最有效的通信路径，并沿该路径删除了所有链接。这创建了一个“路径渗透”，在每个通信事件中，网络逐渐分解。

在探索了这个问题之后，科瓦克和他的团队试图提供解决方案。通过建模，他们找到了每个通信事件后要添加的确切链接数。该数字位于维护网络和破裂网络之间的关键边界。令人惊讶的是，团队发现关键数字只是用户数量的平方根。例如，如果有100万用户，则需要对通过网络发送的每1倍信息重新添加1,000个链接。

科瓦克斯说：“很自然地期望这个数字随用户数量而言是线性增加的，甚至是四面八方，因为可以通信的用户对数量。” “我们发现，与用户数量相比，关键数字实际上是很小的一部分。但是，如果您添加的次数少于该网络，则该网络将会崩溃，人们无法交流。”

Kovács设想了这些信息可能会帮助其他人设计一个可以忍受失败的优化，强大的量子网络。当其他链接消失时，可以自动添加新链接 - 创建一个更具弹性的网络。

科瓦克说：“古典互联网不是完全强大的。” “由于技术的限制和用户行为，它自然而然地出现了。它不是设计的，它只是发生了。但是现在我们可以使用量子互联网做得更好。我们可以设计它以确保它具有充分的潜力。”