用于启用和管理量子网络的方法、系统和装置与流程

用于启用和管理量子网络的方法、系统和装置
相关申请的交叉引用
1.本技术要求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：

2.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。


技术实现要素：

3.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。
4.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。
5.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。
6.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
7.此外，图中相同的附图标记表示相同的元素，其中：
8.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；
9.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；
10.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；
11.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；
12.图2示出了示例量子因特网。
13.图3示出了示例量子网络协议栈。
14.图4示出了具有集中化管理器的示例量子网络体系结构。
15.图5示出了端到端量子路径的示例。
16.图6示出了示例量子网络管理器(qnm)功能。
17.图7示出了qnm中的量子资源库的示例流程图。
18.图8示出了用于量子策略管理的示例流程图。
19.图9示出了用于量子能力注册和操作的示例流程图，所述量子能力注册和操作诸如为更新、检索、删除、征求(solicitation)、订阅、和/或发现等。
20.图10示出了示例量子能力请求和订阅。
21.图11示出了用于发现量子网络节点及其能力的示例流程图。
22.图12示出了第五代(5g)移动蜂窝通信系统中的量子连接管理的示例实施例。
23.图13示出了卫星辅助的车辆网络中的量子连接管理的示例实施例。
24.图14示出了未来移动蜂窝通信网络中的量子连接管理的实施例。
25.图15示出了光纤到户(ftth)系统中的量子连接管理的实施例。
26.图16示出qcm控制的纠缠量子位生成的示例实施例。
27.图17示出了qcm控制的量子连接建立，其可以在qcm处缓冲量子连接预留。
28.图18示出了qcm控制的集中式量子连接建立，其可以在qnt和/或qnr处缓冲量子连接预留。
29.图19示出了用于联合量子连接创建和经典连接的示例流程图。
30.图20示出了用于提供量子连接作为服务的示例实施例。
31.图21示出了量子链路层服务的示例实施例。
32.图22示出了在量子链路层处维护的信息的示例实施例。
33.图23示出了用于纠缠创建的增强量子链路层服务的示例实施例。
34.图24示出了用于周期性纠缠创建的量子链路层服务的示例实施例。
35.图25示出用于更新未决(pending)的纠缠创建请求的量子链路层服务的示例流程图。
36.图26示出用于取消未决的纠缠创建请求的量子链路层服务的示例流程图。
37.图27示出用于查询现有纠缠创建请求的量子链路层服务的示例流程图。
38.图28示出了用于触发量子位测量的量子链路层服务的示例流程图。
39.图29示出了用于配置/查询量子统计(statistics)的量子链路层服务的示例流程图。
40.图30示出用于触发纠缠分发的量子链路层服务的示例流程图。
41.图31示出了用于纠缠分发的量子链路层服务的示例流程图。
42.图32示出了用于触发纠缠交换的量子链路层服务的示例流程图。
43.图33示出用于触发纠缠蒸馏(entanglement distillation)的量子链路层服务的示例流程图。
44.图34示出了用于基于策略的自动纠缠交换/蒸馏的量子链路层服务的示例流程图。用于实施例的实现的示例网络
45.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，其中所述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。
46.可以从所述qnr接收响应消息。所述响应消息可指示所述qnr执行了所述纠缠交换。
47.可以生成与所述量子路径和所述量子连接相关联的量子连接标识。可以发送第三消息。第三消息可以包括到所述源qnt、所述目的地qnt和量子网络客户端中的一者或多者的量子连接标识(qnc)。所述第三消息可以被发送到所述源qnt、所述目的地qnt和所述量子网络客户端(qnc)中的一者或多者(qnc)。所述第三消息可以指示用于所述量子连接的所述量子路径可能已经被建立。
48.创建所述源qnt和所述目的地qnt之间的所述量子连接的所述请求可包括指定何时可创建所述量子连接的策略。创建所述量子连接的所述请求可以是第一请求。可以接收在所述源qnt和所述目的地qnt之间创建所述量子连接的第二请求。可以通过组合所述第一请求和所述第二请求来生成聚合量子连接请求。
49.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第二纠缠操作。可以接收指示所述量子连接已经被创建的确认消息。
50.所述纠缠序列可包括第三纠缠操作。所述纠缠序列可以用于创建所述量子连接，所述纠缠序列可以指示纠缠交换操作可以在纠缠创建操作之后执行。
51.第三消息可被发送到所述目的地qnt以在所述时间之后执行所述第三纠缠操作。所述第一纠缠操作、所述第二纠缠操作和所述第三纠缠操作中的至少一者可包括用于创建纠缠量子位对的操作或用于纠缠交换的操作。
52.所述量子路径包括第一跳和第二跳，并且其中所述第一纠缠操作与所述第一跳相关联，并且所述第二纠缠操作与所述第二跳相关联。
53.可以提供一种用于创建量子连接的设备。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、应当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、关于应当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、能够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。
54.可接收来自所述qnm的第二消息。所述第二消息可包括关于qnm已计算用于所述量子连接的源量子网络终端(qnt)和目的地qnt之间的量子路径的指示。所述第二消息可包括关于qnm已缓冲对所述量子连接的所述请求的指示。可接收来自所述qnm的第三消息。所述第三消息可以包括用于所述量子连接并且指示所述量子连接已经被创建的连接标识。
55.图1a是示出了可以实施所公开的一个或多个实施例的例示通信系统100的图示。该通信系统100可以是为多个无线用户提供语音、数据、视频、消息传递、广播等内容的多址接入系统。该通信系统100可以通过共享包括无线带宽在内的系统资源而使多个无线用户能够访问此类内容。举例来说，通信系统100可以使用一种或多种信道接入方法，例如码分多址(cdma)、时分多址(tdma)、频分多址(fdma)、正交fdma(ofdma)、单载波fdma(sc-fdma)、零尾唯一字dft扩展ofdm(zt uw dts-s ofdm)、唯一字ofdm(uw-ofdm)、资源块过滤ofdm和/或滤波器组多载波(fbmc)等等。
56.如图1a所示，通信系统100可以包括无线发射/接收单元(wtru)102a、102b、102c、102d、ran 104/113、cn 106/115、公共交换电话网络(pstn)108、因特网110以及其他网络112，然而应该了解，所公开的实施例设想了任意数量的wtru、基站、网络和/或网络部件。每一个wtru 102a、102b、102c、102d可以是被配置成在无线环境中工作和/或通信的任何类型的设备。举例来说，任一wtru 102a、102b、102c、102d都可被称为“站”和/或“sta”，其可以被配置成发射和/或接收无线信号，并且可以包括用户设备(ue)、移动站、固定或移动订户单元、基于签约的单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(pda)、智能电话、膝上型计算机、上网本、个人计算机、无线传感器、热点或mi-fi设备、物联网(iot)设备、手表或其他可穿戴设备、头戴显示器(hmd)、车辆、无人机、医疗设备和应用(例如，远程手术)、工业设备和应用(例如，机器人和/或在工业和/或自动处理链环境中工作的其他无线设备)、消费类电子设备、和/或在商业和/或工业无线网络上工作的设备等等。wtru 102a、102b、102c、102d中的任意者可被可交换地称为ue。
57.通信系统100还可以包括基站114a和/或基站114b。每一个基站114a和/或基站114b可以是被配置成通过以无线方式与wtru 102a、102b、102c、102d中的至少一个无线对接来促使其接入一个或多个通信网络(例如，cn 106/115、因特网110、和/或其他网络112)的任何类型的设备。例如，基站114a、114b可以是基地收发信台(bts)、节点b、e节点b、家庭节点b、家庭e节点b、gnb、nr节点b、站点控制器、接入点(ap)、和/或无线路由器等等。虽然每一个基站114a、114b都被描述成了单个部件，然而应该了解，基站114a、114b可以包括任意数量的互连基站和/或网络部件。
58.基站114a可以是ran 104/113的一部分，并且所述ran还可以包括其他基站和/或网络部件(未显示)，例如基站控制器(bsc)、无线电网络控制器(rnc)、中继节点等等。基站114a和/或基站114b可被配置成在名为小区(未显示)的一个或多个载波频率上发射和/或接收无线信号。这些频率可以处于许可频谱、无许可频谱或是授权与无许可频谱的组合之中。小区可以为相对固定或者有可能随时间变化的特定地理区域提供无线服务覆盖。小区可被进一步分成小区扇区。例如，与基站114a相关联的小区可被分为三个扇区。由此，在一个实施例中，基站114a可以包括三个收发信机，即，每一个收发信机都对应于小区的一个扇区。在一个实施例中，基站114a可以使用多输入多输出(mimo)技术，并且可以为小区的每一个扇区使用多个收发信机。例如，通过使用波束成形，可以在期望的空间方向上发射和/或接收信号。
59.基站114a、114b可以通过空中接口116来与wtru 102a、102b、102c、102d中的一者或多者进行通信，其中所述空中接口可以是任何适当的无线通信链路(例如，射频(rf)、微波、厘米波、毫米波、红外线(ir)、紫外线(uv)、可见光等等)。空中接口116可以使用任何适当的无线电接入技术(rat)来建立。
60.更具体地说，如上所述，通信系统100可以是多址接入系统，并且可以使用一种或多种信道接入方案，例如cdma、tdma、fdma、ofdma和/或sc-fdma等等。例如，ran 104/113中的基站114a与wtru 102a、102b、102c可以实施某种无线电技术，例如通用移动电信系统(umts)陆地无线电接入(utra)，其中所述技术可以使用宽带cdma(wcdma)来建立空中接口115/116/117。wcdma可以包括如高速分组接入(hspa)和/或演进型hspa(hspa+)之类的通信协议。hspa可以包括高速下行链路(dl)分组接入(hsdpa)和/或高速ul分组接入(hsupa)。
61.在一个实施例中，基站114a和wtru 102a、102b、102c可以某种无线电技术，例如演进型umts陆地无线电接入(e-utra)，其中所述技术可以使用长期演进(lte)和/或先进lte(lte-a)和/或先进lta pro(lte-a pro)来建立空中接口116。
62.在一个实施例中，基站114a和wtru 102a、102b、102c可以实施某种无线电技术，例如nr无线电接入，其中所述无线电技术可以建立使用新型无线电(nr)的空中接口116。
63.在一个实施例中，基站114a和wtru 102a、102b、102c可以实施多种无线电接入技术。例如，基站114a和wtru 102a、102b、102c可以共同实施lte无线电接入和nr无线电接入(例如，使用双连接(dc)原理)。由此，wtru 102a、102b、102c使用的空中接口可以通过多种类型的无线电接入技术和/或向/从多种类型的基站(例如，enb和gnb)发送的传输来表征。
64.在其他实施例中，基站114a和wtru 102a、102b、102c可以实施以下的无线电技术，例如ieee 802.11(即，无线高保真(wifi))、ieee 802.16(即，全球微波接入互操作性(wimax))、cdma2000、cdma20001x、cdma2000 ev-do、临时标准2000(is-2000)、临时标准95
(is-95)、临时标准856(is-856)、全球移动通信系统(gsm)、用于gsm演进的增强数据速率(edge)和/或gsm edge(geran)等等。在其他实施例中，基站114a和wtru 102a、102b、102c可以实施使用电磁频谱技术的技术，例如红外(例如近红外、中红外、远红外等)、可见光、近紫外、紫外和/或类似技术。例如，基站114a和wtru 102a、102b、102c可以使用太赫兹波段(例如，红外波段)。作为另一示例，基站114a和wtru 102a、102b、102c可以使用光技术，诸如光纤和/或激光，以发送一个或多个量子位。
65.图1a中的基站114b可以是无线路由器、家庭节点b、家庭e节点b或接入点，并且可以使用任何适当的rat来促成局部区域中的无线连接，例如营业场所、住宅、车辆、校园、工业设施、空中走廊(例如，供无人机使用)和/或道路等等。在一个实施例中，基站114b与wtru 102c、102d可以通过实施ieee 802.11之类的无线电技术来建立无线局域网(wlan)。在一个实施例中，基站114b与wtru 102c、102d可以通过实施ieee 802.15之类的无线电技术来建立无线个人局域网(wpan)。在再一个实施例中，基站114b和wtru 102c、102d可通过使用基于蜂窝的rat(例如，wcdma、cdma2000、gsm、lte、lte-a、lte-a pro、nr等等)来建立微微小区或毫微微小区。如图1a所示，基站114b可以直连到因特网110。由此，基站114b不需要经由cn 106/115来接入因特网110。
66.在另一实施例中，基站114b和wtru 102c、102d可以实现使用电磁频谱技术的技术，例如红外线(例如近红外线、中红外线、远红外线等)、可见光、近紫外线、和/或紫外线等。例如，基站114b和wtru 102c、102d可以使用太赫兹波段(例如红外线)。作为另一个示例，基站114b和wtru 102c、102d可以使用光技术，例如光纤和/或激光，以传输一个或多个量子位。
67.ran 104/113可以与cn 106/115进行通信，所述cn可以是被配置成向一个或多个wtru 102a、102b、102c、102d提供语音、数据、应用和/或借助网际协议语音(voip)服务的任何类型的网络。该数据可以具有不同的服务质量(qos)需求，例如不同的吞吐量需求、时延需求、容错需求、可靠性需求、数据吞吐量需求、和/或移动性需求等等。cn 106/115可以提供呼叫控制、记账服务、基于移动位置的服务、预付费呼叫、因特网连接、视频分发等等，和/或可以执行用户验证之类的高级安全功能。虽然在图1a中没有显示，然而应该了解，ran 104/113和/或cn 106/115可以直接或间接地和其他那些与ran 104/113使用相同rat或不同rat的ran进行通信。例如，除了与使用nr无线电技术的ran 104/113相连之外，cn 106/115还可以与使用gsm、umts、cdma 2000、wimax、e-utra或wifi无线电技术的别的ran(未显示)通信。
68.cn 106/115还可以充当供wtru 102a、102b、102c、102d接入pstn 108、因特网110和/或其他网络112的网关。pstn 108可以包括提供简易老式电话服务(pots)的电路交换电话网络。因特网110可以包括使用了公共通信协议(例如，tcp/ip网际协议族中的传输控制协议(tcp)、用户数据报协议(udp)和/或网际协议(ip))的全球性互联计算机网络设备系统。网络112可以包括由其他服务供应商拥有和/或运营的有线和/或无线通信网络。例如，网络112可以包括与一个或多个ran相连的另一个cn，其中所述一个或多个ran可以与ran 104/113使用相同rat或不同rat。
69.通信系统100中一些或所有wtru 102a、102b、102c、102d可以包括多模能力(例如，wtru 102a、102b、102c、102d可以包括在不同无线链路上与不同无线网络通信的多个收发
102中的其他组件的电力。电源134可以是为wtru 102供电的任何适当设备。例如，电源134可以包括一个或多个干电池组(如镍镉(ni-cd)、镍锌(ni-zn)、镍氢(nimh)、锂离子(li-ion)等等)、太阳能电池和/或燃料电池等等。
77.处理器118还可以耦合到gps芯片组136，该芯片组可被配置成提供与wtru 102的当前位置相关的位置信息(例如，经度和纬度)。作为来自gps芯片组136的信息的补充或替换，wtru 102可以经由空中接口116接收来自基站(例如，基站114a、114b)的位置信息，和/或根据从两个或多个附近基站接收的信号定时来确定其位置。应该了解的是，在保持符合实施例的同时，wtru 102可以借助任何适当的定位方法来获取位置信息。
78.处理器118还可以耦合到其他周边设备138，其中所述周边设备可以包括提供附加特征、功能和/或有线或无线连接的一个或多个软件和/或硬件模块。例如，周边设备138可以包括加速度计、电子指南针、卫星收发信机、数码相机(用于照片和/或视频)、通用串行总线(usb)端口、振动设备、电视收发信机、免提耳机、模块、调频(fm)无线电单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏机模块、因特网浏览器、虚拟现实和/或增强现实(vr/ar)设备、和/或活动跟踪器等等。周边设备138可以包括一个或多个传感器，所述传感器可以是以下的一个或多个：陀螺仪、加速度计、霍尔效应传感器、磁强计、取向(orientation)传感器、邻近传感器、温度传感器、时间传感器、地理位置传感器、高度计、光传感器、触摸传感器、磁力计、气压计、手势传感器、生物测定传感器和/或湿度传感器。
79.wtru 102可以包括全双工无线电设备，其中对于该无线电设备来说，一些或所有信号(例如，与用于ul(例如，对传输而言)和下行链路(例如，对接收而言)的特定子帧相关联)的接收或传输可以是并发和/或同时的。全双工无线电设备可以包括借助于硬件(例如，扼流线圈)或是凭借处理器(例如，单独的处理器(未显示)或是凭借处理器118)的信号处理来减小和/或基本消除自干扰的干扰管理单元。在一个实施例中，wtru 102可以包括传送或接收一些或所有信号(例如，与用于ul(例如，对传输而言)或下行链路(例如，对接收而言)的特定子帧相关联)的半双工无线电设备。
80.图1c是示出了根据一个实施例的ran 104和cn 106的系统图示。如上所述，ran 104可以在空中接口116上使用e-utra无线电技术来与wtru 102a、102b、102c进行通信。所述ran 104还可以与cn 106进行通信。
81.ran 104可以包括e节点b 160a、160b、160c，然而应该了解，在保持符合实施例的同时，ran 104可以包括任意数量的e节点b。每一个e节点b 160a、160b、160c都可以包括在空中接口116上与wtru 102a、102b、102c通信的一个或多个收发信机。在一个实施例中，e节点b 160a、160b、160c可以实施mimo技术。由此，举例来说，e节点b 140a可以使用多个天线来向wtru 102a发射无线信号，和/或接收来自wtru 102a的无线信号。
82.每一个e节点b 160a、160b、160c都可以关联于一个特定小区(未显示)，并且可被配置成处理无线电资源管理决策、切换决策、和/或ul和/或dl中的用户调度等等。如图1c所示，e节点b 160a、160b、160c彼此可以通过x2接口进行通信。
83.图1c所示的cn 106可以包括移动性管理实体(mme)162、服务网关(sgw)164以及分组数据网络(pdn)网关(或pgw)166。虽然前述的每一个部件都被描述成是cn 106的一部分，然而应该了解，这其中的任一部件都可以由cn运营商之外的实体拥有和/或运营。
84.mme 162可以经由s1接口连接到ran 104中的每一个e节点b 162a、162b、162c，并
且可以充当控制节点。例如，mme 142可以负责验证wtru 102a、102b、102c的用户，执行承载激活/去激活处理，和/或在wtru 102a、102b、102c的初始附着过程中选择特定的服务网关等等。mme 162还可以提供一个用于在ran 104与使用其他无线电技术(例如，gsm和/或wcdma)的其他ran(未显示)之间进行切换的控制平面功能。
85.sgw 164可以经由s1接口连接到ran 104中的每一个e节点b 160a、160b、160c。sgw 164通常可以路由和转发去往/来自wtru 102a、102b、102c的用户数据分组。并且，sgw 164还可以执行其他功能，例如在e节点b间的切换过程中锚定用户平面，在dl数据可供wtru 102a、102b、102c使用时触发寻呼处理，和/或管理并存储wtru 102a、102b、102c的上下文等等。
86.sgw 164可以连接到pgw 166，所述pgw可以为wtru 102a、102b、102c提供分组交换网络(例如，因特网110)接入，以便促成wtru 102a、102b、102c与启用ip的设备之间的通信。
87.cn 106可以促成与其他网络的通信。例如，cn 106可以为wtru 102a、102b、102c提供电路交换网络(例如，pstn 108)接入，以便促成wtru 102a、102b、102c与传统的陆线通信设备之间的通信。例如，cn 106可以包括一个ip网关(例如，ip多媒体子系统(ims)服务器)或与之进行通信，并且该ip网关可以充当cn 106与pstn 108之间的接口。此外，cn 106可以为wtru 102a、102b、102c提供针对其他网络112的接入，其中该网络可以包括其他服务供应商拥有和/或运营的其他有线和/或无线网络。
88.虽然在图1a-1d中将wtru描述成了无线终端，然而应该想到的是，在某些代表性实施例中，此类终端与通信网络可以使用(例如，临时或永久性)有线通信接口。
89.在代表性的实施例中，其他网络112可以是wlan。
90.采用基础架构基本服务集(bss)模式的wlan可以具有用于所述bss的接入点(ap)以及与所述ap相关联的一个或多个站(sta)。所述ap可以访问或是对接到分布式系统(ds)或是将业务量送入和/或送出bss的别的类型的有线/无线网络。源于bss外部且去往sta的业务量可以通过ap到达并被递送至sta。源自sta且去往bss外部的目的地的业务量可被发送至ap，以便递送到相应的目的地。处于bss内部的sta之间的业务量可以通过ap来发送，例如其中源sta可以向ap发送业务量并且ap可以将业务量递送至目的地sta。处于bss内部的sta之间的业务量可被认为和/或称为点到点业务量。所述点到点业务量可以在源与目的地sta之间(例如，在其间直接)用直接链路建立(dls)来发送。在某些代表性实施例中，dls可以使用802.11e dls或802.11z隧道化dls(tdls))。举例来说，使用独立bss(ibss)模式的wlan可不具有ap，并且处于所述ibss内部或是使用所述ibss的sta(例如，所有sta)彼此可以直接通信。在这里，ibss通信模式有时可被称为“自组织”通信模式。
91.在使用802.11ac基础设施工作模式或类似的工作模式时，ap可以在固定信道(例如，主信道)上传送信标。所述主信道可以具有固定宽度(例如，20mhz的带宽)或是借助信令动态设置的宽度。主信道可以是bss的工作信道，并且可被sta用来与ap建立连接。在某些代表性实施例中，所实施的可以是具有冲突避免的载波感测多址接入(csma/ca)(例如，在802.11系统中)。对于csma/ca来说，包括ap在内的sta(例如，每一个sta)可以感测主信道。如果特定sta感测到/检测到和/或确定主信道繁忙，那么所述特定sta可以退避。在指定的bss中，在任何指定时间都有一个sta(例如，只有一个站)进行传输。
92.高吞吐量(ht)sta可以使用宽度为40mhz的信道来进行通信(例如，借助于将宽度
为20mhz的主信道与宽度为20mhz的相邻或不相邻信道相结合来形成宽度为40mhz的信道)。
93.甚高吞吐量(vht)sta可以支持宽度为20mhz、40mhz、80mhz和/或160mhz的信道。40mhz和/或80mhz信道可以通过组合连续的20mhz信道来形成。160mhz信道可以通过组合8个连续的20mhz信道或者通过组合两个不连续的80mhz信道(这种组合可被称为80+80配置)来形成。对于80+80配置来说，在信道编码之后，数据可被传递并经过一个分段解析器，所述分段解析器可以将数据非成两个流。在每一个流上可以单独执行反向快速傅里叶变换(ifft)处理以及时域处理。所述流可被映射在两个80mhz信道上，并且数据可以由执行传输的sta来传送。在执行接收的sta的接收机上，用于80+80配置的上述操作可以是相反的，并且组合数据可被发送至介质接入控制(mac)。
94.802.11af和802.11ah支持次1ghz的工作模式。相比于802.11n和802.11ac，在802.11af和802.11ah中使用信道工作带宽和载波有所缩减。802.11af在tv白空间(tvws)频谱中支持5mhz、10mhz和20mhz带宽，并且802.11ah支持使用非tvws频谱的1mhz、2mhz、4mhz、8mhz和16mhz带宽。依照代表性实施例，802.11ah可以支持仪表类型控制/机器类型通信(例如，宏覆盖区域中的mtc设备)。mtc可以具有某种能力，例如包含了支持(例如，只支持)某些和/或有限带宽在内的受限能力。mtc设备可以包括电池，并且该电池的电池寿命高于阈值(例如，用于保持很长的电池寿命)。
95.对于可以支持多个信道和信道带宽的wlan系统(例如，802.11n、802.11ac、802.11af以及802.11ah)来说，这些系统包含了一个可被指定成主信道的信道。所述主信道的带宽可以等于bss中的一个或多个(例如，所有)sta所支持的最大公共工作带宽。主信道的带宽可以由某一个sta设置和/或限制，其中所述sta源自在支持最小带宽工作模式的bss中工作的一个或多个(例如，所有)sta。在关于802.11ah的示例中，即使bss中的ap和其他sta支持2mhz、4mhz、8mhz、16mhz和/或其他信道带宽工作模式，但对支持(例如，只支持)1mhz模式的sta(例如，mtc类型的设备)来说，主信道的宽度可以是1mhz。载波感测和/或网络分配向量(nav)设置可以取决于主信道的状态。如果主信道繁忙(例如，因为sta(其只支持1mhz工作模式)对ap进行传输)，那么即使大多数的频带保持空间并且可供使用，也可以认为整个可用频带繁忙。
96.在美国，可供802.11ah使用的可用频带是902mhz到928mhz。在韩国，可用频带是917.5mhz到923.5mhz。在日本，可用频带是916.5mhz到927.5mhz。依照国家码，可用于802.11ah的总带宽是6mhz到26mhz。
97.图1d是示出了根据一个实施例的ran 113和cn 115的系统图示。如上所述，ran 113可以在空中接口116上使用nr无线电技术来与wtru 102a、102b、102c进行通信。ran 113还可以与cn 115进行通信。
98.ran 113可以包括gnb 180a、180b、180c，但是应该了解，在保持符合实施例的同时，ran 113可以包括任意数量的gnb。每一个gnb 180a、180b、180c都可以包括一个或多个收发信机，以便通过空中接口116来与wtru 102a、102b、102c通信。在一个实施例中，gnb 180a、180b、180c可以实施mimo技术。例如，gnb 180a、180b可以使用波束成形处理来向和/或从gnb 180a、180b、180c发射和/或接收信号。由此，举例来说，gnb 180a可以使用多个天线来向wtru 102a发射无线信号，和/或接收来自wtru 102a的无线信号。在一个实施例中，gnb 180a、180b、180c可以实施载波聚合技术。例如，gnb 180a可以向wtru 102a传送多个分
量载波(未显示)。这些分量载波的一个子集可以处于无许可频谱上，而剩余分量载波则可以处于许可频谱上。在一个实施例中，gnb 180a、180b、180c可以实施协作多点(comp)技术。例如，wtru 102a可以接收来自gnb 180a和gnb 180b(和/或gnb 180c)的协作传输。
99.wtru 102a、102b、102c可以使用与可扩缩参数配置相关联的传输来与gnb 180a、180b、180c进行通信。例如，对于不同的传输、不同的小区和/或不同的无线传输频谱部分来说，ofdm符号间隔和/或ofdm子载波间隔可以是不同的。wtru 102a、102b、102c可以使用具有不同或可扩缩长度的子帧或传输时间间隔(tti)(例如，包含了不同数量的ofdm符号和/或持续不同的绝对时间长度)来与gnb 180a、180b、180c进行通信。
100.gnb 180a、180b、180c可被配置成与采用独立配置和/或非独立配置的wtru 102a、102b、102c进行通信。在独立配置中，wtru 102a、102b、102c可以在不接入其他ran(例如，e节点b 160a、160b、160c)的情况下与gnb 180a、180b、180c进行通信。在独立配置中，wtru 102a、102b、102c可以使用gnb 180a、180b、180c中的一者或多者作为移动锚点。在独立配置中，wtru 102a、102b、102c可以使用无许可频带中的信号来与gnb 180a、180b、180c进行通信。在非独立配置中，wtru 102a、102b、102c会在与别的ran(例如，e节点b 160a、160b、160c)进行通信/相连的同时与gnb 180a、180b、180c进行通信/相连。举例来说，wtru 102a、102b、102c可以通过实施dc原理而以基本同时的方式与一个或多个gnb 180a、180b、180c以及一个或多个e节点b 160a、160b、160c进行通信。在非独立配置中，e节点b 160a、160b、160c可以充当wtru 102a、102b、102c的移动锚点，并且gnb 180a、180b、180c可以提供附加的覆盖和/或吞吐量，以便为wtru 102a、102b、102c提供服务。
101.每一个gnb 180a、180b、180c都可以关联于特定小区(未显示)，并且可以被配置成处理无线电资源管理决策、切换决策、ul和/或dl中的用户调度、支持网络切片、实施双连接性、实施nr与e-utra之间的互通处理、路由去往用户平面功能(upf)184a、184b的用户平面数据、和/或路由去往接入和移动性管理功能(amf)182a、182b的控制平面信息等等。如图1d所示，gnb 180a、180b、180c彼此可以通过xn接口通信。
102.图1d所示的cn 115可以包括至少一个amf 182a、182b，至少一个upf 184a、184b，至少一个会话管理功能(smf)183a、183b，并且有可能包括数据网络(dn)185a、185b。虽然每一个前述部件都被描述了cn 115的一部分，但是应该了解，这其中的任一部件都可以被cn运营商之外的其他实体拥有和/或运营。
103.amf 182a、182b可以经由n2接口连接到ran 113中的一个或多个gnb 180a、180b、180c，并且可以充当控制节点。例如，amf 182a、182b可以负责验证wtru 102a、102b、102c的用户，支持网络切片(例如，处理具有不同需求的不同协议pdu会话)，选择特定的smf 183a、183b，管理注册区域，终止nas信令，和/或移动性管理等等。amf 182a、1823b可以使用网络切片处理，以便基于wtru 102a、102b、102c使用的服务类型来定制为wtru 102a、102b、102c提供的cn支持。作为示例，针对不同的用例，可以建立不同的网络切片，例如依赖于超可靠低时延(urllc)接入的服务、依赖于增强型大规模移动宽带(embb)接入的服务、和/或用于机器类型通信(mtc)接入的服务等等。amf 182a可以提供用于在ran 113与使用其他无线电技术(例如，lte、lte-a、lte-a pro和/或诸如wifi之类的非3gpp接入技术)的其他ran(未显示)之间切换的控制平面功能。
104.smf 183a、183b可以经由n11接口连接到cn 115中的amf 182a、182b。smf 183a、
183b还可以经由n4接口连接到cn 115中的upf 184a、184b。smf 183a、183b可以选择和控制upf 184a、184b，并且可以通过upf 184a、184b来配置业务量路由。smf 183a、183b可以执行其他功能，例如管理和分配ue ip地址、管理pdu会话、控制策略实施和qos、以及提供下行链路数据通知等等。pdu会话类型可以是基于ip的、不基于ip的、以及基于以太网的等等。
105.upf 184a、184b可以经由n3接口连接到ran 113中的一个或多个gnb 180a、180b、180c，这样可以为wtru 102a、102b、102c提供分组交换网络(例如，因特网110)接，以便促成wtru 102a、102b、102c与启用ip的设备之间的通信，upf 184、184b可以执行其他功能，例如路由和转发分组、实施用户平面策略、支持多宿主pdu会话、处理用户平面qos、缓冲下行链路分组、和/或提供移动性锚定处理等等。
106.cn 115可以促成与其他网络的通信。例如，cn 115可以包括或者可以与充当cn 115与cn 108之间的接口的ip网关(例如，ip多媒体子系统(ims)服务器)进行通信。此外，cn 115可以为wtru 102a、102b、102c提供针对其他网络112的接入，这其中可以包括其他服务供应商拥有和/或运营的其他有线和/或无线网络。在一个实施例中，wtru 102a、102b、102c可以经由对接到upf 184a、184b的n3接口以及介于upf 184a、184b与dn 185a、185b之间的n6接口并通过upf 184a、184b连接到本地数据网络(dn)185a、185b。
107.有鉴于图1a-1d以及关于图1a-1d的相应描述，在这里对照以下的一项或多项描述的一个或多个或所有功能可以由一个或多个仿真设备(未显示)来执行：wtru 102a-d、基站114a-b、e节点b 160a-c、mme 162、sgw 164、pgw 166、gnb 180a-c、amf 182a-ab、upf 184a-b、smf 183a-b、dn 185a-b和/或这里描述的其他任何设备。这些仿真设备可以是被配置成模拟这里一个或多个或所有功能的一个或多个设备。举例来说，这些仿真设备可用于测试其他设备和/或模拟网络和/或wtru功能。
108.仿真设备可被设计成在实验室环境和/或运营商网络环境中实施关于其他设备的一项或多项测试。例如，所述一个或多个仿真设备可以在被完全或部分作为有线和/或无线通信网络一部分实施和/或部署的同时执行一个或多个或所有功能，以便测试通信网络内部的其他设备。所述一个或多个仿真设备可以在被临时作为有线和/或无线通信网络的一部分实施/部署的同时执行一个或多个或所有功能。所述仿真设备可以直接耦合到别的设备以执行测试，和/或可以使用空中无线通信来执行测试。
109.一个或多个仿真设备可以在未被作为有线和/或无线通信网络一部分实施/部署的同时执行包括所有功能在内的一个或多个功能。例如，所述仿真设备可以在测试实验室和/或未被部署(例如，测试)的有线和/或无线通信网络的测试场景中使用，以便实施关于一个或多个组件的测试。所述一个或多个仿真设备可以是测试设备。所述仿真设备可以使用直接的rf耦合和/或借助了rf电路(作为示例，该电路可以包括一个或多个天线)的无线通信来发射和/或接收数据。
具体实施方式
110.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、更新、检索、删除、请求、订阅和发现。
111.可以提供集中式量子连接管理。可以提供集中式纠缠量子位生成。可以提供集中
式量子连接创建。可以提供联合量子和经典连接创建。可以提供量子连接作为服务。
112.可以提供高级量子链路层服务。可以提供用于纠缠创建的高级量子链路层服务。可以提供周期性纠缠创建。可提供更新未决纠缠创建请求。可提供取消未决纠缠创建请求。可提供查询现有纠缠创建请求。可以提供触发量子位测量。可以提供配置/查询量子统计。可以提供纠缠分发。可提供触发纠缠交换。可提供触发纠缠蒸馏。可以提供自动纠缠交换和蒸馏。
113.本文使用以下缩写：5g
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第五代bar
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宽带接入路由器br
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回程路由器cpe
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客户驻地设备ftth
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光线入户gnb
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下一代节点bdtls
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数据报文传输层安全性http
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超文本传输协议qkd
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量子密钥分发qn
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量子网络qnc
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量子网络客户端qnn
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量子网络节点qmm
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量子网络管理器qnr
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量子网络路由器qnt
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量子网络终端rsvp
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资源预留协议tls
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传输层安全性uav
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无人驾驶飞行器ue
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用户设备
114.量子位(qubit)可以类似于一个比特(例如，经典比特)。量子位(例如，量子位(qubit))的状态在其可以被测量之后可以是“1”或“0”，并且可以在量子计算中被分别表示为量子状态|1》和|0〉。与一比特(例如，经典比特)不同，一量子位的状态在它被测量之前可以处于“1”或“0”之间的任何状态。例如，一量子位可以代表在它被测量之前在“1”与“0”之间的任何状态。光子或电子可以用于实现量子位。
115.量子逻辑门可以类似于可以对比特(例如，经典比特)进行操作的逻辑门(例如，经典逻辑门)。量子逻辑门可以对量子位进行操作。量子逻辑门可以是量子计算电路，该量子计算电路可以将一个或多个量子位作为输入，可以对它们执行某些操作，并且可以输出量子位(例如，新的量子位)。
116.量子叠加可以是量子力学的原理(例如，基本原理)。利用量子叠加，任何两个或更多个量子态可以被加在一起(例如，叠加)，并且结果可以是另一有效量子态。相反，量子态(例如，每个量子态)可以表示为两个或更多个其他不同状态的和。例如，量子位的量子态可以写为：
|φ》＝α|0〉+β|1》,
117.其中|φ》可以是所述量子位的量子态，|0》(例如，类似于一个经典比特的“0”态)和|1》(例如，类似于一个经典比特的“1”态)可以是所述量子位的两个基本量子态，并且α和β可以是具有约束条件|α|2+|β|2＝1的任意复数。即使一量子位可以具有任何状态|φ》，它也可能在它被测量时或之后被破坏为|0》或|1》。
118.量子纠缠可以是量子力学的性质(例如，基本性质)。对于量子纠缠，两个纠缠量子位a和b的量子态也可以完全彼此相关，即使该两个纠缠量子位可以分开很长的距离。例如，如果测量量子位a的量子状态，量子位b的状态可以自动地知道。
119.所纠缠的量子位可以是一对可以彼此纠缠并相关的两个量子位a和b。例如，如果测量量子位a的状态，量子位b的状态可以自动地知道。两个纠缠量子位的联合状态可以被称为纠缠状态。
120.例如，可以是一个纠缠态，这可以意味着无论何时量子位a被测量为|0》(or|1》)，量子位b的状态可以变为|0》(or|1》)。|φ
+
》可以是四个bell状态之一(例如，所有状态都可以是纠缠状态)；其它三个bell状态可以包括：个bell状态之一(例如，所有状态都可以是纠缠状态)；其它三个bell状态可以包括：以及
121.纠缠保真度可以是具有0和1之间的值的度量，其可以测量所生成的纠缠状态可以接近bell状态(例如，完美bell状态)的程度。因为在量子网络的实现(例如，实际实现)中生成的纠缠状况可能不同于这四个bell状态(例如，完美的bell状态)。保真度越高，纠缠状态越接近bell状态(例如，完美的bell状态)。当保真度等于1时，纠缠态可以与bell状态相同。
122.纠缠交换可以是测量两对纠缠量子位中的每一对的一个量子位以生成新的一对(例如，新的一对)纠缠量子位的过程。纠缠交换可用来延长纠缠距离。例如，两个量子位a和b可以被纠缠在一起，并且可以分别被保持在两个物理上分离的节点n1和n2处。另一对纠缠的量子位c和d可以分别保持在两个物理上分离的节点n2和n3处。n2可以物理上位于n1和n2之间。n1可以具有量子位a，n2可以具有量子位b和c，而n3可以具有量子位d。n2可以执行纠缠交换(例如，对量子位b和c的某些测量，并且可以通过经典信道发送反馈到n1和n3)，并且可以最终使量子位a和d彼此纠缠，这可以基本上将n1和n2之间的纠缠扩展到n1和n3之间。
123.纠缠蒸馏可以是对多对纠缠量子位执行以生成具有更高保真度的一对(例如，新的一对)纠缠量子位的过程。例如，纠缠蒸馏可以用于改善现有纠缠量子位的保真度。
124.量子瞬间传输(teleportation)可以是一量子应用或过程，其可以基于量子纠缠并且可以基本上通过从发送器向接收器发送两个比特(例如，两个经典比特)并且利用该发送器和该接收器之间的共享纠缠来实现从一个位置向另一个位置传输量子位，而不物理地传输任何量子位。
125.量子超密集编码可以是一量子应用或过程，其可以基于量子纠缠，并且可以通过从发送器向接收器发送一个量子位并且利用该发送器和该接收器之间的共享纠缠，基本上将两个比特(例如，两个经典比特)从一个位置传输到另一个位置，而不物理地传输任何比
特(例如，经典比特)。超密集编码可以是与瞬间传输相反的操作。
126.量子网络可以是由多个量子节点组成的通信网络，该量子节点可以准备量子位、发送量子位、接收量子位、操作量子位、和/或测量量子位等。两个相邻量子节点可以经由量子信道(例如，光纤、自由空间光学器件等)连接，并且可以可选地经由经典信道连接。量子因特网可以是大规模的量子网络。
127.量子中继器可以是可以经由纠缠交换使用长距离纠缠来实现量子位的长距离传输的量子节点。量子中继器通常可以位于源量子节点和目的地量子节点之间。
128.量子信道可以是连接量子网络中的两个量子节点的通信信道，用于在它们之间发送/接收量子位。光纤可以用作量子信道的实现以传输量子位(例如，经由光子)。光纤上的波长上的时隙也可以是量子信道。
129.经典信道可以是用于发送/接收经典比特的通信信道。量子连接可以指在两个量子节点之间存在一对纠缠的量子位。如果两个量子节点保持纠缠对(例如，每个节点保持该纠缠对中的一个量子位)，则可以说在这两个量子节点之间已经建立了量子连接。由于所述纠缠对的使用可能导致两个量子节点之间的比特(例如，经典比特)的交换，因此当这两个量子节点具有量子连接时，经典信道也可能存在于这两个量子节点之间。
130.图2示出了一个示例量子因特网。因特网研究任务组(irtf)已经制定了量子因特网研究组(qirg)，其中量子因特网被设想为带来新的通信和远程计算能力，以及提高物理传感器系统的准确度(例如，用于长基线望远镜的干涉测量)。量子因特网可以由量子理论、计算机科学和信息理论来实现。未来的量子因特网可以基于具有量子计算基础设施(例如，量子计算机)和量子通信系统(例如，量子信道、量子中继器等)的因特网(例如，当前的经典因特网)来构建，如图2所示。图2示出了一个示例量子因特网。
131.图3示出了示例量子网络协议栈。量子网络协议栈可以实现量子因特网。量子网络协议栈可以包括量子物理层、量子链路层、量子网络层、量子传输层、和/或量子应用层等。所述量子物理层可以用于产生纠缠。所述量子链路层可以用于实现稳健的纠缠生成。所述量子网络层可以实现多跳长距离纠缠。所述量子传输层可以用于端对端量子位传输。所述量子应用层可以用于支持量子应用，诸如量子密钥分发(qkd)、量子瞬间传输、和/或量子超密集编码等。teleportation量子应用层可以支持基于诸如qkd的量子应用的改进应用(例如，经典应用)。
132.量子因特网的几个不同方面可以被解决，例如设计原理、纠缠能力通告、量子连接建立、和/或量子链路层服务等。量子因特网的架构原理可以强调具有足够的监视能力的良好管理解决方案。一种方法可以是利用因特网链路状态路由协议(例如，常规因特网链路状态路由协议)来传输/搭载量子网络中的量子节点的纠缠能力。这种方法可以类似于分布式或对等解决方案。
133.可以基于类似rsvp的预留机制来提出量子连接建立架构，其中，路径上的量子节点(例如，每个量子节点)的量子能力可以在从连接发起者到连接响应者的前向方向期间被连接，而规则(例如，条件动作元组)可以在从响应者到发起者的后向方向上被配置。量子链路层服务可以允许量子网络层要求链路层创建纠缠量子位。
134.利用诸如叠加和纠缠之类的量子特征，量子通信和计算可以实现更安全的web应用。例如，qkd可以允许安全密钥在http客户端和http服务器之间安全地分发。利用这种启
用qkd的安全密钥，http客户端和http服务器可以建立更安全的http连接。同时，许多最近的qkd协议依赖于纠缠，其可以用于量子瞬间传输和量子超密集编码。
135.量子网络管理可能是期望的。例如，量子网络管理可以涉及有效地创建量子位、创建纠缠量子位、在较长距离上分发和维持纠缠、和/或类似操作。并且现有的关于量子网络管理的标准化工作具有一些缺点。例如，分布式纠缠能力通告的现有方法可能导致经典因特网的高开销以及获得量子节点(例如，所有量子节点)的纠缠能力的一致知识的长延时。作为另一个例子，使用类似rsvp的量子连接建立的现有方法可能不是稳健的，并且可能是耗时的。此外，类似rsvp的量子连接建立可能导致大的开销，诸如当中间的量子节点可能经常改变它们的量子能力时。用于链路层服务的现有方法是不成熟的，并且可能限于创建纠缠量子位。此外，现有标准化工作中缺少用于管理纠缠量子位的功能。
136.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。
137.可以提供量子能力管理。量子能力可以指在诸如量子中继器的量子节点处的量子资源(例如，量子存储器、量子信道等)和量子操作能力(例如，纠缠创建、纠缠交换、纠缠蒸馏等)。为了实现量子网络，有效地管理该量子网络内的一个或多个量子节点(例如，所有量子节点)的量子能力可能是有帮助的。量子网络可以由一个或多个量子节点(例如，许多量子节点)组成，这些量子节点可以通过信道(例如，量子信道和经典信道)连接。此外，量子能力可以是相对静态的和/或动态变化的。这可能对有效管理量子网络的量子能力提出挑战。
138.可以提供量子连接管理。量子网络的使用可以是在两个(或更多个)量子节点之间建立两个(或更多个)纠缠量子位，使得可以消耗这样的纠缠量子位以实现量子应用，诸如量子密钥分发(qkd)、量子瞬间传输、量子超密编码、和/或分布式量子应用等。可以在多个量子节点之间分发和维持的纠缠量子位的存在可以被称为量子连接。这样，可以通过将纠缠量子位分发到两个或更多个量子节点来建立量子连接。然而，当前量子物理学和设备对纠缠生成速率(例如不高)和纠缠相干时间(例如短)设置了限制。这可能使得高效地建立量子连接具有挑战性。结果，量子连接管理可能是困难的，即使它可以被使用来实现分布式量子应用(例如，新的分布式量子应用)。
139.可以提供量子链路层服务。量子链路层可以为较高层提供灵活和完整的服务。量子链路层服务可以被设计成使得考虑到量子位、量子信道、纠缠和/或类似的特性和约束，较高层量子应用可以以有效的方式容易地访问和管理量子链路层。例如，该较高层可能需要取消一个用于创建纠缠量子位的未决请求。
140.如本文所述，可以使用方法、装置和系统来提供具有量子能力库的中央量子能力管理。可以提供量子网络架构(例如，新的量子网络架构)，其可以包括量子网络管理器(qnm)、量子网络路由器(qnr)、量子网络终端(qnt)、量子网络客户端(qnc)和/或类似物。所述qnm可以是管理一个或多个(例如所有)qnr/qnt/qnc以及管理一个或多个(例如所有)qnr和qnt的量子能力的集中式实体。量子策略管理可以这样一个地方：qnm持有(host)量子策略并且将所选择的量子策略配置/安装到一个或多个(例如每个)qnr/qnt。可以提供量子能力注册、更新、检索、删除、征求、订阅和发现，其中一个或多个(例如每个)qnr/qnt的量子能力可以被注册到qnm，可以由qnm征求，可以由来自qnm的其它qnr/qnt/qnc订阅，和/或可以
由来自qnm的其它qnr/qnt/qnc发现。
141.如本文所述，方法、装置和系统可以用于提供集中式量子连接管理，其在量子连接管理器(qcm)处或在量子网络节点(qnn)处缓冲量子连接预留请求。基于一些策略，qcm可以向qnn发送请求以在qnn处创建所纠缠的量子位。qnn还可以可选地将所纠缠的量子位分发到其相邻的qnn。
142.qcm可以从qnc接收用于在源qnt和目的地qnt之间建立量子连接的量子连接预留请求。它可以在本地或在qnn处缓冲请求。所缓冲的预留请求可以在稍后的时间被触发，qcm或qnn可以在从源qnt到目的地qnt的路径上的一个或多个(例如每个)qnr处开始触发纠缠交换。
143.qnc可向qcm发送请求以在源qnt和目的地qnt之间联合创建连接，例如量子连接和经典连接。qcm可以发送创建量子连接的指令，然后可以命令源qnt建立与目的地qnt的连接(例如，经典连接)。
144.qcm可以主动地在不同的qnt之间建立量子连接，并且将它们作为服务提供给qnc。例如，qnc可以从qcm请求现有量子连接，qcm可以将量子连接分配给qnc，所分配的量子连接可以被使用和消耗以支持诸如qkd之类的量子应用，并且所分配的量子连接的qnc或源(或目的地)qnt可以向qcm发送通知。
145.如本文所述，可以使用方法、装置和系统来提供一组量子链路层服务。诸如周期性纠缠创建的一组量子链路层服务(例如，新的量子链路层服务)可以用于量子网络节点。可以提供高级纠缠创建。较高层可以请求量子链路层创建具有一个或多个要求的纠缠量子位，所述要求例如是纠缠量子位的寿命、将一个纠缠量子位分发到另一个量子网络节点的需要、和/或类似要求。
146.可以提供周期性纠缠创建。较高层可以请求量子链路层周期性地创建纠缠量子位。这种周期性纠缠创建可以实现周期性qkd，并且可以实现安全密钥的周期性改变。
147.可提供更新未决纠缠创建请求。较高层可以请求量子链路层更新与未决的纠缠创建请求相关的一些参数。结果，量子链路层可以使用这些参数的值(例如新值)来处理所述未决请求以创建纠缠量子位(例如，新的纠缠量子位)。
148.可提供取消未决纠缠创建请求。较高层可以请求量子链路层移除未决的纠缠创建请求。
149.可提供查询现有纠缠创建请求。较高层可查询可能已在量子链路层处接收到的现有纠缠创建请求的状态和相关参数。
150.可以提供触发量子位测量。较高层可以请求量子链路层测量一些量子位。量子链路层可以存储测量结果或将其返回到较高层。
151.可以提供配置/查询量子统计。较高层可以配置量子链路层以计算和收集一些量子统计，这些量子统计又可以由较高层检索/查询。
152.可以提供纠缠分发。较高层可以触发量子链路层以将一个或多个纠缠量子位分发到其他量子网络节点(一个或多个)。
153.可提供触发纠缠交换。较高层可以触发量子链路层在两组或更多组纠缠量子位上执行纠缠交换，以生成一组(例如，新的一组)纠缠量子位。
154.可提供触发纠缠蒸馏。较高层可以触发量子链路层以在两组或更多组纠缠量子位
上执行纠缠蒸馏，以提高一组纠缠量子位的保真度。
155.可以提供自动纠缠交换和蒸馏。较高层可以将一些纠缠交换/蒸馏策略配置到量子链路层，使得该量子链路层可以基于所配置的策略，触发(例如，自动触发)并且执行纠缠交换和蒸馏。
156.如本文所述，可以使用方法、装置和系统来提供可以是量子网络管理器的量子网络实体。可以从第一量子网络节点接收量子能力注册请求，该量子能力注册请求包含关于第一量子网络节点的量子能力信息。可以验证所述注册请求以确定其是否被授权。可以创建第一量子能力记录，该第一量子能力记录可以包括关于所述第一量子网络节点的量子能力信息。可以生成指示所述注册请求是否成功的第一响应消息。可以将指示所述第一量子能力记录的所述标识符的所述第一响应消息发送到第一量子网络节点。可以从第二量子网络节点接收量子能力操作请求，该量子能力操作请求可以指示第一量子操作，该第一量子操作可以是更新、检索和/或删除第二量子能力记录。可以验证是否允许对第二量子能力记录的第一量子操作。所述第一量子操作可以被执行并且可以生成第一结果。可以生成包括所述第一结果的第二响应消息。可以将该第二响应消息发送到第二量子网络节点。可以向第三量子网络节点发送量子能力征求请求，以征求该第三量子网络节点的一个或多个量子能力。可以从第三量子网络节点接收指示所征求的量子能力的第三响应消息。可以创建第三量子能力记录，该第三量子能力记录可以包括所征求的量子能力。可以从包含发现标准的第四量子网络节点接收量子能力发现请求。可以验证该量子能力发现请求是否被允许。可以识别与所述发现标准匹配的量子能力记录列表和/或量子网络节点列表。可以生成包括与所述发现标准匹配的所述量子能力记录列表和/或所述量子网络节点列表的第四响应消息。该第四响应消息可以被发送到第四量子网络节点。量子能力订阅请求可以被发送到第五量子网络节点，以订阅该第五量子网络节点的一个或多个量子能力的改变。可以从第五量子网络节点接收指示所订阅的一个或多个量子能力的改变的量子能力通知消息。可以创建包含所订阅的一个或多个量子能力的改变的第四量子能力记录。可以生成包含所述第四量子能力记录的标识符的第五响应消息。该第五响应消息可以被发送到第五量子网络节点。
157.量子网络管理器可以是5g及以上核心网的网络功能(例如，新的网络功能)、宽带接入系统中的服务(例如，新的服务)、卫星网络中的服务(例如，新的服务)、和/或车辆网络中的服务(例如，新的服务)等。
158.可以提供集中式量子能力管理。(例如，每个)量子网络节点可以具有一些量子能力，这其中包括诸如量子存储器的量子资源、用于执行纠缠交换的能力、用于执行纠缠蒸馏的能力、用于支持诸如量子密钥分发(qkd)的量子应用的能力和/或类似的能力。为了有效地管理量子网络中的量子网络节点的量子能力，可以使用用于量子能力管理的集中式方法。量子网络架构(例如，新的量子网络架构)可以包括量子网络管理器(qnm)、量子网络路由器(qnr)、量子网络终端(qnt)、量子网络客户端(qnc)和/或类似物。qnm可以是管理一个或多个(例如，所有)qnr/qnt/qnc以及一个或多个(例如，所有)qnr和qnt的量子能力的集中式实体。可以提供量子策略管理，其中qnm持有量子策略并且将所选择的量子策略配置/安装到一个或多个(例如每个)qnr/qnt。可以提供量子能力注册、更新、检索、删除、征求、订阅和发现，其中一个或多个(例如每个)qnr/qnt的量子能力可以被注册到qnm，可以由qnm征
求，可以由来自qnm的其它qnr/qnt/qnc订阅，并且可以由来自qnm的其它qnr/qnt/qnc发现。
159.图4示出了具有集中化管理器的一个示例量子网络体系结构。例如，图4示出了具有集中式量子网络管理器(qnm)的所提出的量子网络架构。可以包括在该架构中的三种类型的实体包括量子网络路由器(qnr)、量子网络终端(qnt)和量子网络客户端(qnc)。为了便于解释，qnt和qnr可以被称为量子网络节点(qnn)。
160.可以提供多个qnm功能。qnm可以负责监视、控制和管理包括一个或多个(例如，全部)qnr、qnt和qnc的量子网络。qnc可以向qnm发出请求以指示何时/如何/什么来监视/控制/管理量子网络。例如，qnm可以请求一个或多个(例如，所有)qnr/qnt以周期性地和/或类似方式一次或多次地报告它们的量子能力和状态(例如，量子存储、量子纠缠等)。qnm也可指示qnr一次产生纠缠量子位，指示qnr将纠缠量子位分发到两个其它量子节点(例如qnt或qnr)，选择两个qnt之间的有效路径(例如，在每一跳上存在或可以创建一对纠缠量子位)，和/或指示qnr执行诸如纠缠交换的纠缠操作。qnm可以预先将一些指令安装到qnr/qnt上，以便它们可以预先准备好产生和管理量子位，因为量子相干时间可能相对短，并且产生纠缠的量子位也可能花费时间。qnm可以计算量子统计(例如短期和长期量子保真度)，例如以通过对来自qnr/qnt的报告数据使用机器学习(ml)和人工智能(ai)而进行用于qnr/qnt的预测分析。这种量子统计可以为qnm配备能够为一个或多个(例如两个)qnt选择最佳路径的智能。
161.可以提供qnr功能。qnr可以是量子中继器(类型i)或具有量子中继器功能和其它路由相关功能的路由器(例如，成熟的路由器)(类型ii)。量子连接可以在两个qnr之间建立，或者在一个qnr和一个qnt之间建立。例如，图5上的路径1上的两个qnr是类型ii的qnr，而类型i的qnr可以在路径2和路径3上。图5示出了端到端量子路径的示例。
162.可以提供qnt功能。qnt可能能够生成并存储量子位。qnt能够准备纠缠量子位。qnt可能不具有量子中继器功能(例如，纠缠交换、纠缠蒸馏等)或路由相关功能。qnt可以为qnc提供接口以使用量子网络。量子连接(例如，分布在两个qnn处的一对纠缠对)可以建立在两个qnt之间，这两个qnt可以位于长距离中，但是通过多个端到端量子路径连接，其中一些qnr位于在中间。例如，图5示出了一个示例，其中在qnt1和qnt2之间存在三条端到端量子路径。
163.可以提供qnc功能。qnc可以是使用量子网络的量子用户和/或量子应用。qnc可以通过信道(例如经典信道)与qnt交互，以便利用量子网络，例如利用两个qnt之间的量子连接。qnc还可以用作管理客户端，其可以经由一个或多个信道(例如经典信道)直接对接到qnm，诸如图4上的qnc3。
164.图4中所示的经典信道和量子信道可以是逻辑信道，其可以在两个不同的物理信道或一个物理信道上得到支持。例如，光纤上的波长可以被时隙化，以将一些时隙分配为经典信道，而将其他时隙分配用于量子信道。
165.图6示出了示例qnm功能。例如，图6示出了qnm的模块化功能，其可以包括基于ai的控制器、量子用户管理、量子策略库、量子资源库、量子量子位管理和/或量子连接管理等。这些模块化功能可以是逻辑功能，并且可以部署在一个物理节点处或多个物理节点处。这些模块化功能可以由基于ai的控制器协调，或者它们可以直接彼此交互。
166.可以提供量子客户端管理功能。该功能可以管理一个或多个qnc，这其中包括客户
端认证和授权、客户端访问控制、和/或客户端历史管理等。基于ai的控制器可被该功能利用以高效且自动地分析qnc历史以获得qnc行为和其他有用信息。
167.可以提供量子策略库功能。该功能可以负责策略管理，该策略管理可以包括存储量子策略并且将所选择的量子策略分发给一个或多个qnr和/或qnt。通过该功能，qnc还可以基于其访问权限来检索和更新量子策略。
168.可以提供量子资源库功能。该功能可以存储关于一个或多个(例如，每个)qnr/qnt处的量子能力(例如，所支持的纠缠交换协议、量子存储器的大小、量子保真度、和/或量子信道等)的静态信息(例如，相对静态的信息)。所述量子网络的拓扑信息也可以存储在该量子资源库处。例如，qnt或qnr可以主动地将其自身(包括其量子能力)注册到量子资源库，并且甚至可以在稍后的时间更新它们。qnm可向qnt/qnr发送请求以征求其量子能力。基于ai的控制器可利用所存储的量子能力信息来找到两个qnt之间的一个或多个量子路径(例如，最佳量子路径)。
169.可以提供量子量子位管理功能。该功能可以在一个或多个(例如每个)qnt/qnr处监视和管理量子位。例如，qnt/qnr可以周期性地向该功能报告其生成的量子位信息。该功能还可以指示qnt/qnr准备量子位、产生一对纠缠的量子位、测量量子位、将一量子位发送到另一个qnr/qnt、和/或用量子逻辑门操作现有的量子位(一个或多个)等等。基于ai的控制器可以被用来分析量子位生成和使用历史，以估计和预测在qnt/qnr处的量子保真度。这个功能可以主动地从一个qnt/qnr拉出量子位相关的信息或者等待该qnt/qnr推入量子位相关的信息。
170.可以提供量子连接管理功能。该功能可以管理纠缠相关的信息和操作。qnc(或qnt)可要求该功能在两个qnt之间创建量子连接。该功能可以借助于基于ai的控制器或量子资源库来找到两个qnt之间的一个或多个(例如，最佳)量子路径。该功能可以要求所选量子路径的一个或多个(例如，每个)跳的两个量子节点创建一个或多个纠缠量子位。该功能可以指示所述路径上的一个或多个(例如每个)qnr执行纠缠交换(例如，其可以与纠缠蒸馏一起执行)以创建两个纠缠量子位：一个在源qnt，另一个在目的地qnt。该功能可以检查量子策略库以实施适当的策略。基于ai的控制器还可被利用来分析连接建立历史并预测未来的连接请求。
171.可以提供基于ai的控制器功能。该功能可以向本文公开的一个或多个功能提供智能服务。
172.图7示出了qnm中的量子资源库的示例流程图。例如，图7示出了用于管理作为量子资源库一部分的量子能力的流程图，其中可以存在取决于在700处接收的触发qnm的类型的多个动作。在图7的708，可以周期性地触发qnm以征求qnt/qnr的量子能力。为此，在701，它可向qnt/qnr发送征求请求。该征求请求701可以指示要征求的量子能力的类型。
173.在图7的710，qnm可从qnt/qnr接收报告消息。该报告消息可以是注册消息，qnt/qnr通过该注册消息可以将它们的量子能力注册到qnm。所述报告消息可以是更新消息，通过该消息，qnt/qnr可以更新在qnm存储的它们的量子能力。该报告消息可以是对如图7中的701处qnm发送给qnt/qnr的征求请求的响应消息，其可以包含所征求的量子能力的值。qnm可在702处理从qnt/qnr接收的量子能力报告。qnm可在703处检查量子策略管理以应用某些策略，该策略可与接收到的报告消息和所报告的qnt/qnr的量子能力相关。qnm可以在704处
存储的所述qnt/qnr的量子能力。
174.在图7的712，qnm可从qnc/qnt/qnr接收检索请求。qnm可在705处理接收到的检索请求。qnm可以在706检查量子用户管理功能，以验证qnc/qnt/qnr是否具有从qnm检索量子能力信息的权限。如果其确实具有检索权限，则qnm可在707向qnc/qnt/qnr发送可包括检索到的量子能力信息的响应。
175.如本文所述，量子网络可以与5g及以上蜂窝网络、卫星辅助的蜂窝网络、和/或光纤到户宽带接入网络等共存，并且可以被实现为它们的一部分。这样，qmn、qnr、qnt和qnc可映射到如表1中所述的这些网络系统中的不同实体：表1：量子网络的实施例
176.在一个实施例中，qnm可以是5g及以上核心网中的网络功能(例如，新网络功能)、宽带接入系统中的服务(例如，新服务)、卫星网络中的服务(例如，新服务)、车载网络中的服务(例如，新服务)等。
177.在一个实施例中，qnr可以是蜂窝网络中的基站、卫星、具有到其它网络节点的量子信道(例如，卫星链路或自由空间光学器件)的车辆、蜂窝网络中的回程路由器、和/或宽带接入路由器等。
178.在一个实施例中，qnt可以是具有到其它网络节点的量子信道(例如，卫星链路或自由空间光学器件)的车辆、具有光纤作为量子信道的客户驻地设备(cpe)、卫星、卫星地面站、蜂窝网络中具有到其它ue或到其基站的量子信道的用户设备(ue)、和/或蜂窝网络中的基站等。在一个实施例中，qnc可以是蜂窝网络中的用户设备(ue)、和/或连接到cpe的家庭设备等。
179.可以提供量子策略管理。图8示出了用于量子策略管理的示例流程图。qnc可对qnm配置一些量子策略。qnm可维护量子策略。qnm还可将选择的量子策略分发和安装到qnn。qnn可检查和访问来自qnm的量子策略。qnc也可以在qnn直接配置量子策略，如果其被授权这样做的话。
180.在图8中的801，qnc可以向qnm发送请求以配置量子策略(例如，新的量子策略)和/或更新一些现有量子策略。qnc还可以指示哪些量子策略可以被分发到某些特定qnn。在
802，qnm可以验证和存储所接收的量子策略。在803，qnm可以向qnc发送响应以指示所请求的量子策略配置/更新是否成功。在804处，qnm可将一个或多个量子策略分发到qnn，该qnn可由qnc在1处指示或可由qnm选择。在805处，qnn可以接收一个或多个量子策略(例如，新的量子策略)，并且可以例如在本地安装它们。qnn可以使用可以与在804处的请求相关联的量子策略(例如，新的量子策略)来替换它可以本地维护的现有量子策略。在806处，qnn可以向qnm发送响应，以指示804处的请求是否被成功执行。在807，qnn可以向qnm发送请求以检索满足一个或多个标准的任何量子策略。在808，qnm可向qnn发送响应，该响应可包含正被检索的量子策略的内容。
181.如图8所示，选项1和选项2之间没有相关性。例如，可以以任何顺序来选取任一选项。
182.qnm可以负责管理量子网络中的一个或多个(例如，每个)量子网络节点(qnn)处的量子能力。qnm可以支持多个功能。qnm可以支持一个或多个(例如每个)qnn(其可以是qnr或qnt)可以注册或向qnm报告其量子能力。qnm可订阅qnn以获得关于其选择的量子能力的通知。qnm可维护一个或多个(例如所有)qnn的量子能力。qnm可以支持一个或多个(例如每个)qnn可以更新其如qnm中所存储的量子能力。qnm可以支持一个或多个(例如每个)qnn可以删除其如qnm中所存储的量子能力。qnm可主动地从目标qnn查询量子质量。qnm可以支持qnn可以从qnm发现和检索其它qnn的量子能力。qnm可以支持qnn可以从qnm发现其它qnn。qnm可以支持qnn可以订阅其他qnn的量子能力的改变。qnm可向qnn发送通知，该qnn作为订户可能已经订阅了其它qnn的量子能力的变化。qnm可支持一个或多个(例如每个)qnn可向qnm报告其网络邻居(例如经典网络邻居)和拓扑信息。如果一个或多个(例如，所有)qnn的网络邻居(例如，经典网络邻居)和拓扑信息可在诸如路径计算元件(pce)之类的第三方网络实体处维护，则qnm可与该第三方网络实体对接并交互以获得一个或多个(例如，所有)qnn的所述网络邻居(例如，经典网络邻居)和拓扑信息。
183.图9示出了用于量子能力注册和操作的示例流程图，所述量子能力注册和操作诸如征求、更新、检索、删除、订阅、和/或发现等。例如，图9可以示出用于量子能力注册和操作的过程。量子能力注册可以允许qnn将其自身及其量子能力注册到qnm。量子能力操作可以使得qnn能够更新/删除/检索量子能力记录，和/或订阅其他qnn的量子能力的改变。
184.在图9中的901，qnn可以向qnm发送量子能力注册请求。该消息可以包括该qnn的标识符和其当前量子能力(例如，量子存储器的大小、和/或用于执行纠缠交换和蒸馏的能力等)中的一者或多者(例如，全部)。
185.在图9中的902处，qnm可为一个或多个(例如，每个)注册的量子能力创建量子能力记录。qnm可使用不同的方式来存储qnn的一个或多个(例如，所有)创建的记录。例如，qnm可为一个或多个(例如每个)qnn分配不同的目录以存储其量子能力记录中的一者或多者(例如全部)。
186.(例如，每个)量子能力记录可以是具有四个属性(例如，recordid、qcname、qcvalue、qclifetime)的四元组的形式。属性recordid可以是该记录的标识符。属性qcname可以是量子能力的类型或名称。属性qcvalue可以是量子能力的值。属性qclifetime可以示出该记录的有效时间。例如，一个记录可以是(recordid1,quantummemory,40,infinite)，它可以表示该量子存储器可以存储40个量子位任何时间。
187.在图9中的903处，qnm可向qnn发送响应。在响应消息中，qnm可指示所创建的量子能力记录的标识符。qnm还可以为qnn选择一个或多个量子协议(例如，纠缠交换协议)，并且可将它们包括在所述响应消息中。qnm可在该消息中包括一些触发以指示qnn在将来的时间启动一个或多个量子操作。例如，触发是qnn在一段时间之后报告其量子能力的请求。
188.在图9中的904处，qnn可以向qnm发送量子能力操作请求。该请求可以指示量子能力操作的类型，其可以是以下中的一个：
·
一种场景可以是更新现有量子能力记录。在这种情况下，该请求还可以包括现有量子能力记录的标识符和要更新的其他属性的一个或多个值(例如，新值)。
·
一种场景可以是对现有的量子能力记录进行删除。在这种情况下，该请求还可以包括要删除的现有量子能力记录的标识符。
·
一种场景可以是检索现有量子能力记录。在这种情况下，该请求还可以包括要检索的现有量子能力记录的标识符。qnm可在906将该记录的内容(例如，该记录的一个或多个属性的值)返回给qnn。
·
一种场景可以是订阅现有量子能力记录的改变、和/或另一qnn的量子能力的改变等。在这种情况下，该请求还可以包括被订阅的现有量子能力记录的标识符和/或另一qnn的标识符。
189.在图9的905，qnm可执行可能在904已请求的量子能力操作。对于904处所提及的场景，qnm可执行以下动作中的一者或多者：
·
查找指定的量子能力记录，并使用904处包含的记录属性来更新它。
·
查找指定的量子能力记录并简单地将其删除。
·
查找指定的量子能力记录，并将其内容包含在要在906发送回qnn的响应消息中。
·
存储所述订阅信息，并且一旦发生预期改变(诸如在904处指示的那些改变)，准备生成到qnn的通知。
190.在图9中的906处，qnm可向qnn发送响应。该响应消息的内容可以取决于在904处的一个或多个场景。例如，可以执行以下中的一者或多者：
·
所述响应消息可以指示更新操作是否成功。
·
所述响应消息可以指示删除操作是否成功。
·
所述响应消息可以包含正被检索的量子能力记录的内容。
·
所述响应消息可以指示订阅是否成功。
191.参考图9，在902和904执行的动作可以从不同的qnn发出。qnn可以使用902来注册其量子能力，而另一qnn可以使用904来操作其自己的可以存储在qnm处的量子能力记录，或者操纵可以由其它qnn注册的量子能力记录。
192.图10示出了示例量子能力征求和订阅。例如，图10示出了qnm主动从qnn征求量子能力或向qnn订阅对其量子能力的任何期望改变的过程。在1000，qnn可能已经向qnm注册其量子能力，也可能还没有注册。在1001，qnm可向qnn发送量子能力征求请求。该请求可以包含要征求的量子能力的类型/名称/标识符。在1002，qnn可检查其当前量子能力，并可在响应中将它们发送到qnm。在1003，qnm可向qnn发送量子能力订阅请求，使得将来只要qnn的量子能力可能改变并可满足某些指定的标准，qnn就可向qnm发送(例如，可自动发送)通知。在
1004，qnn可以向qnm发送响应，以指示订阅是否成功。在1005，qnn的量子能力改变，并且可以确定满足在1003处的通知标准的改变。在1006，qnn可以向qnm发送通知，其可以包含改变的量子能力(例如，新改变的量子能力)。在1007，qnm可将响应发送到qnn以作为对在1006接收的通知的确认。
193.图11示出了用于发现量子网络节点及其能力的示例流程图。例如，图11示出了qnc(或qnn)从qnm发现其它qnn及其量子能力的过程。在1101，qnc可以向qnm发送量子网络节点发现请求，其可以包括一个或多个节点发现标准以便发现一个或多个qnn。在1102，qnm可以将1101处的发现标准作为输入来查找其维护的量子能力记录，以找到量子能力可以与该标准匹配的量子网络节点。在1103，qnm可以向qnc发送响应，其可以包含量子能力可以匹配所述标准的量子网络节点的列表。在1104，qnc可以向qnm发送量子能力发现请求，其可以包含能力发现标准(例如，一个或多个量子网络节点标识符)以便发现它们的能力。在1105，qnm可以对照来自4的标准，搜索其维护的量子能力记录，在1106，qnm可以向qnc发送响应，该响应可以包括如在1104指定的那些量子网络节点的量子能力记录的列表。
194.在图11中，qnc可同时或接近同时发现一个或多个(例如，两个)量子网络节点及其能力。例如，qnc可几乎同时执行1101和1104。qnc可决定执行1101-1103，而不进一步发现具有满足标准的量子能力的一个或多个qnn。qnc可以决定执行1104-1106而不执行1101-1103来发现一个或多个qnn的量子能力。
195.可以提供集中式量子连接管理。量子网络中的量子网络节点(qnn)可以包括量子网络终端(qnt)和量子网络路由器(qnt)。qnr可以支持纠缠操作(例如，高级纠缠操作)，例如纠缠交换和纠缠蒸馏。qnt可能不具有这种能力。可以在两个qnt之间建立量子连接，如果跨越多跳，则该量子连接可以使用沿着量子路径的一个或多个qnr来执行纠缠交换，以创建端到端量子连接。两个qnn(例如qnn-1和qnn-2)之间的量子连接可以是一对纠缠的量子位(例如，qubit-a和qubit-b)，其可能已经被创建并分发到这两个qnn。例如，qnn-1可以保持qubit-a，而qnn-2可以保持qubit-b。量子连接可能受纠缠生成、纠缠交换和/或其他因素影响(例如，严重影响)和限制。
196.当前量子物理学和设备可导致低纠缠生成速率和短纠缠相干时间。例如，可能花费时间来创建量子连接，并且一个或多个(例如，每个)所创建的量子连接可能快速地消逝。
197.如本文所述，这些约束可以使用集中式量子连接管理来解决，其中量子连接管理器(qcm)可以被提议为逻辑功能或服务。qcm可以负责在一个qnn或两个相邻qnn处生成纠缠比特，从量子网络客户端(qnc)接收量子连接请求，以及在源qnt与目的地qnt之间建立量子连接，和/或联合地建立量子连接和经典传输连接等等。
198.基于一些策略，qcm可以向qnn发送请求以在qnn处创建纠缠的量子位。qnn还可以将纠缠的量子位分发到其相邻的qnn。
199.qcm可以从qnc接收一个或多个量子连接预留请求，以便在源qnt和目的地qnt之间建立量子连接。qcm可以在本地或在qnn处缓冲请求。所缓冲的预留请求可以在稍后的时间被触发，并且qcm或qnn可以在从源qnt到目的地qnt的路径上的一个或多个(例如每个)qnr处触发纠缠交换。
200.qnc可向qcm发送请求以在源qnt和目的地qnt之间联合创建连接，例如量子连接和经典连接。例如，qcm可以指示创建量子连接，然后命令源qnt建立与目的地qnt的经典连接。
201.qcm可以主动地在不同的qnt之间建立量子连接，并且可以将它们作为服务提供给qnc。例如，qnc可从qcm请求现有量子连接。qcm可以将量子连接分配给qnc。所分配的量子连接可被使用和被消耗，以支持诸如qkd之类的量子应用。所分配的量子连接的qnt或qnc(例如，源qnt和/或目的地qnt)可向qcm发送通知。
202.虽然本文描述的实施例可以描述包含两个量子位的纠缠，但是实施例也可以应用于并且可以扩展到其中纠缠也包含多于两个量子位的场景或情况。
203.图12示出了5g系统中的量子连接管理的示例实施例。如图12所示，这里描述的实施例可以在5g无线网络中实现。在这种系统中，在用户设备(ue)和下一代基站(gnb)之间可能没有量子信道。在两个相邻的gnb之间可以存在量子信道，例如自由空间光学器件(free space optics)。可以存在一个或多个聚合节点或回程路由器(br)，其基于光纤、自由空间光学器件、和/或卫星链路等(其可以用作gnb和br之间以及br和5g核心网络之间的量子信道)而将gnb连接到5g核心网络。br可以是卫星，其可以提供卫星链路作为到gnb和到5g核心网络的量子信道。
204.qcm可以被实现为将被部署在5g核心网和/或其边缘网络中的网络功能(例如，新网络功能)。qnc可以是ue中的软件模块。ue可以持有一个或多个qnc。qnt可以被实现为gnb的一部分。gnb可以持有一个或多个qnt。qnt可以服务多个qnc，类似于gnb可以在其覆盖范围内支持许多ue。源qnt可以是gnb-1，而目的地qnt可以是gnb-2。qnr可以被实现为回程路由器的一部分，该回程路由器可以具有到gnb、其它回程路由器和5g核心网络的光纤(或者甚至是自由空间光学器件)。
205.ue-1可以请求与ue-2进行更安全的通信。ue-1可以由gnb-1覆盖，ue-2可以由gnb-2覆盖。ue-1(如qnc)或gnb-1可以向网络功能(例如，新网络功能)qcm发送请求，以请求在gnb-1(例如，源qnt)和gnb-2(例如，目的地qnt)之间建立量子连接。qcm可以联系gnb-1、gnb-2和/或其它途中回程路由器以完成在gnb-1和gnb-2之间创建量子连接。gnb-1和gnb-2可以采用qkp协议(其可以由qcm指定或由ue-1/gnb-1请求)来建立安全密钥，其可以仅由gnb-1和gnb-2知道。该安全密钥可以用于针对ue-1和ue-2(其可以请求对现有5g数据面的一些改变)之间的分组(例如，任何分组)对gnb-1和gnb-2之间的通信段进行加密。
206.如果存在安全方法，则gnb1可以将该安全密钥分派给ue-1。gnb-2可以对ue-2进行类似的操作。ue-1和ue-2可以直接使用该安全密钥来加密要在ue-1和ue-2之间交换的任何内容。
207.ue-1可以请求与5g核心网络进行更安全的通信。ue-1可以由gnb-1覆盖。ue-1(其可以是qnc)或gnb-1可以向网络功能(例如，新网络功能)qcm发送请求以请求在gnb-1(例如，源qnt)与5g核心网络中的回程路由器br-1(例如，目的地qnt)之间建立量子连接。qcm可以联系gnb-1、br-1和/或其它途中回程路由器以完成创建gnb-1和br-1之间的量子连接。gnb-1和br-1可以采用qkp协议(其可以由qcm指定或者由ue-1/gnb-1请求)来建立安全密钥，该安全密钥仅可以由gnb-1和br-1知道。
208.该安全密钥可以用于针对ue-1和5g核心网络之间的分组(例如，任何分组)对gnb-1和br-1之间的通信分段进行加密，该ue-1和5g核心网络可以请求对现有5g数据平面的一些改变。
209.图13示出了卫星辅助的车辆网络中的量子连接管理的示例实施例。例如，图13可
以示出在此描述的实施例如何在卫星辅助的车辆网络中实现。车辆(例如，每辆车辆)可以具有卫星链路作为量子信道，并且其可以充当qnt(或者如果车辆可以具有到其他车辆的量子信道，诸如可见光通信或自由空间光学器件，则甚至是qnr)。车辆(例如，每个车辆)可以经由一个或多个信道(例如，经典信道)连接到其他车辆和因特网(例如，传统因特网)，所述一个或多个信道诸如是短距离(例如，ieee 802.11)和/或长距离(例如，4g/5g蜂窝)无线技术。卫星可以经由诸如自由空间光学器件之类的量子信道连接到网格(mesh)网络，并且卫星(例如，每个卫星)可以是qnr。在实施例中，一旦车辆具有卫星链路作为量子信道和到因特网的有线/无线通信信道(例如，经典信道)，则该车辆可以是卫星本身、无人机、飞机、火车、其他类型的无人驾驶飞行器(uav)和/或甚至任何类型的设备。
210.qcm可以被实现为可以部署在因特网中的服务(例如，新服务)、电信运营商网络的一部分、卫星系统的一部分、诸如路边单元的车辆网络的一部分、和/或云服务的一部分等。qnc可以是可以在车辆或ue(例如，车辆内部的电话)内部的软件模块。
211.qnt可以被实现为车辆的一部分。车辆可以持有一个或多个qnt。qnt可以服务于一个或多个(例如多个)qnc。源qnt可以是车辆-1，而目的地qnt可以是车辆-2。qnr可以被实现为卫星的一部分、车辆的一部分(如果该车辆具有到一个或多个其它车辆的量子信道)、和/或其他类似者。
212.车辆-1可请求与车辆-2进行更安全的通信，车辆-1和车辆-2可由相同或不同的卫星覆盖。车辆-1(其可以是qnt)或连接到该车辆-1的qnc可向服务(例如新服务)qcm发送请求以请求在车辆-1(例如源qnt)和车辆-2(例如目的地qnt)之间建立量子连接。qcm可联系车辆-1、车辆-2和/或其它在途中车辆/卫星(例如qnr)以完成在车辆-1和车辆-2之间建立量子连接。车辆-1和车辆-2可采用qkp协议(其可由qcm指定或由车辆-1请求)，以建立仅可由车辆-1和车辆-2知道的安全密钥。此安全密钥可用于加密要在车辆-1和车辆-2之间交换的内容(例如任何内容)。
213.图14示出了未来蜂窝网络中的量子连接管理的实施例。例如，图14示出了本文描述的实施例可以在未来的移动蜂窝网络(称为xg)中实现。ue(例如，每个ue)可以具有到xg基站(xgnb)的量子信道，例如毫米波(mmwave)无线电。例如，mmwave可以用于在ue和xgnb之间传输量子位。在两个相邻的xgnb之间可以存在量子信道，例如自由空间光学器件。可以存在一个或多个聚合节点或回程路由器(br)，其基于光纤、自由空间光学器件、卫星链路和/或类似者(其可以用作xgnb和br之间以及br和xg核心网络之间的量子信道)而将xgnb连接到xg核心网络。br可以是卫星，其可以提供卫星链路作为到xgnb和到xg核心网络的量子信道。
214.qcm可以被实现为将在xg核心网络和/或其边缘网络中部署的网络功能(例如，新网络功能)。qnc可以是ue内部的软件模块。ue可以持有一个或多个qnc。qnt可以被实现为ue的一部分。可以将qnr实现为xgnb的一部分。qnr还可以被实现为br的一部分，该br可以具有到xgnb、其它br和xg核心网络的量子信道(例如，光纤、自由空间光学器件、和/或卫星链路等)。
215.ue-1可以请求与ue-2进行更安全的通信。ue-1可以由xgnb-1覆盖，ue-2可以由xgnb-2覆盖。ue-1(其可以是qnc和/或qnt)可向网络功能(例如新网络功能)qcm发送请求，以请求在ue-1(例如源qnt)和ue-2(例如目的地qnt)之间建立量子连接。qcm可联系ue-1、
ue-2和/或其它途中的qnr(例如xgnb-1、一个或多个br以及xgnb-2)，以完成在ue-1和ue-2之间创建量子连接。ue-1和ue-2可以使用qkp协议(其可以由qcm指定或者由ue-1请求)来建立安全密钥，该安全密钥仅可以由ue-1和ue-2知道。该安全密钥可用于加密要在ue-1和ue-2之间交换的内容(例如任何内容)。
216.图15示出了光纤到户(ftth)系统中的量子连接管理的实施例。例如，图15示出了在此描述的实施例可以如何在光纤到户(ftth)宽带接入系统中实现。(例如，每个)客户驻地设备(cpe)可以经由作为量子信道的光纤连接到宽带接入路由器(bar)。一个或多个bar可以经由作为量子信道的光纤彼此连接。
217.qcm可以被实现为要部署在因特网中的服务(例如，新服务)或者ftth宽带接入系统的一部分。qnc可以被实现为家庭设备(例如任何家庭设备)的一部分。qnt可以被实现为cpe的一部分。cpe可以持有一个或多个qnt。qnt可服务一个或多个qnc。源qnt可以是cpe-1，而目的地qnt可以是cpe-2。qnr可以被实现为bar的一部分。
218.cpe-1可以请求与cpe-2进行更安全的通信，以在连接到cpe-1的设备和连接到cpe-2的另一设备之间实现更安全的通信。cpe-1和cpe-2可以由相同或不同的bar覆盖。cpe-1(可以是qnt)或作为qnc而连接到cpe-1的设备可以向服务(例如新服务)qcm发送请求，以请求在cpe-1(例如源qnt)和cpe-2(例如目的地qnt)之间建立量子连接。qcm可以联系cpe-1、cpe-2和/或其它途中一个或多个bar(可以是qnr)，以完成创建cpe-1和cpe-2之间的量子连接。cpe-1和cpe-2可以使用qkp协议(其可以由qcm指定或者由cpe-1请求)来建立安全密钥，该安全密钥仅可以由cpe-1和cpe-2知道。该安全密钥可用于加密要在cpe-1和cpe-2之间交换的内容(例如任何内容)。cpe-1和/或cpe-2可以将该安全性分派给其家庭设备。连接到cpe-1的设备和连接到cpe-2的另一设备可以使用该安全密钥用于它们之间的直接安全通信。
219.可以提供qcm控制的纠缠量子位生成。图16示出了qcm控制的纠缠量子位生成的示例实施例。例如，图16示出了用于qcm控制的量子量子位管理的过程。基于一个或多个预配置策略和/或在qcm的控制下，可以在qnn2处生成一对纠缠的量子位。如果qnn1和qnn2之间存在量子信道，则qnn2可以可选地将一个纠缠量子位发送到qnn1。
220.在图16中的1601a-1601b处，用于产生纠缠量子位的策略可以已经在qnn2和/或qcm处被配置。在1602，如由1a中的量子策略触发的，qcm可以向qnn2发送请求以生成纠缠量子位。在这个请求中，qcm可以指示qnn2生成纠缠量子位，并将纠缠量子位分发到其他qnn。该请求可以包括qnn1的地址。在1603，qnn2可以产生多对纠缠量子位(例如，一对量子位a和量子位b)，如由1601b触发或由1602请求的。在1604，qnn2可向qnn1发送请求以通知它纠缠对的量子位可在稍后的时间(诸如在1606)被发送到qnn1。在1605，qnn1可向qnn2发送响应。在该响应中，qnn1可向qnn2提出时间供其执行1606。qnn1可以使量子信道准备好接收在1606发送的量子位。在1606，qnn2可以通过量子信道将纠缠对中的一个量子位(例如，量子位a)发送到qnn1。qnn2可以维持所述纠缠对中的另一个量子位(例如量子位b)。在1607，qnn1可以发送响应到qnn2以指示它是否成功地接收所述量子位。如果qnn1没有成功地接收该量子位，qnn2可能破坏另一个量子位(例如，量子位b)。在1608，qnn2可以向qcm发送响应，以指示一对纠缠的量子位是否已经被qnn2成功创建，以及该纠缠对中的一个量子位是否已经被成功发送到qnn1。qcm可以分析从qnn接收的一个或多个(例如，全部)响应，以获得纠缠
量子位生成的统计。
221.在图16中，qnn2可以将量子位a传输到qnn1，将量子位b传输到qnn3。如果qcm具有产生纠缠量子位的能力，它可以只产生一对纠缠量子位(例如量子位a和量子位b)，并且它可以传送量子位a到qnn2和量子位b到qnn1。
222.可以提供qcm控制的量子连接创建。图17示出了可以在qcm处缓冲量子连接预留的qcm控制的量子连接建立。图18示出了qcm控制的集中式量子连接建立，该集中式量子连接建立可以在qnt和/或qnr处缓冲量子连接预留。qnc可请求qcm在源qnt(例如qnt-s)和目的地qnt(例如qnt-d)之间建立量子连接。一个或多个qnr可位于从qnt-s到qnt-d的路径上。为了在qnt-s和qnt-d之间建立量子连接，可以在它们之间建立一对纠缠量子位(例如，一个纠缠量子位在qnt-s处，另一个纠缠量子位在qnt-d处)。这可以通过在该路径的一个或多个跳(例如，每一跳)上创建一对纠缠量子位(例如，使用图16中的实施例)并在一个或多个qnr(例如，每个qnr)执行纠缠交换来实现。由于纠缠对在不损失所需保真度的情况下可能无法长时间保持，因此qnc可预先预留量子连接的创建(例如，在可使用量子连接之前)。搞量子连接可以在稍后的时间创建，该时间可以被称为qconncreationtime。qcm可以有两种模式来建立或创建量子连接。
223.可以提供量子连接创建模式a(qcm处的缓冲预留)。qcm可以保持从相同或不同的qnc接收量子连接预留请求。qcm可以等待，并且可以在qnc起以所指示的qconncreationtime在从qnt-s到qnt-d的路径的一跳(例如，每一跳)上触发纠缠创建和交换。例如，qnc可预先将一个或多个预留请求发送到qcm。qcm可以接收和缓冲那些预留请求。qcm可以在qconncreationtime处理那些预留请求，例如成批地处理处理。
224.量子连接创建模式b(qnr/qnt处的缓冲保留)可以被提供：在接收到预留请求(例如，每个预留请求)之后，qcm可以识别路径(例如，最佳路径)以及在qnt-s和qnt-d之间的一个或多个qnr(例如，最佳qnr)。qcm可以将量子连接创建任务分割成qnt-s(例如，纠缠创建)、qnt-d(例如，纠缠创建)和qnr(例如，纠缠创建和纠缠交换)处的一些子任务。它可以将这些子任务分派到qnt-s、qnt-d和qnr，并且可以指示它们在qconncreationtime执行这些任务。
225.在图17中可以执行多个过程。在图17中的1701，qnc可以发送量子连接预留请求到qcm。该请求可以指示以下信息中的一者或多者：
·
qntsourceaddr：源qnt的地址。
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qntdestinationaddr：目的地qnt的地址。
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qpathinfo：qnc可以可选地指定从qnt-s到qnt-d的量子路径(例如，以指示qnt-s和qnt-d之间的一个或多个(例如，所有)qnr的地址)。
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qconncreationtime：指示何时可以创建量子连接。它可以是绝对时间或相对时间。如果是相对时间，则该参数可指示qcm接收该预留请求时与qcm开始创建所请求的量子连接时之间的延迟。
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qconncreationmode：指示qcm创建所请求的量子连接的模式。量子连接创建模式可以是：模式a：qcm下的缓冲预留请求(图17中)，或模式b：在qnr/qnt处的缓冲保留请求(图18中)。
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minfidelity：在qnt-s和qnt-d之间产生的纠缠对的保真度(最小保真度)。
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entanglementswappingmodel：指示如何在一个或多个(例如，所有)跳处执行纠缠交换，这可以是从qnt-s到qnt-d(或从qnt-d到qnt-s)顺序地逐跳执行或在不同跳之间并行地执行。
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entanglementswappingprotocol：指示用于(例如，每个)纠缠交换操作的协议。
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maxnumofquantumhops：指示从qnt-s到qnt-d的路径上的qnr的数目(例如，最大数目)。
·
targetappid：指示可以使用所创建的qnt-s和qnt-d之间的量子连接的目标应用。
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qconnlifetime：指示所创建的量子连接在其可以被创建之后是起作用和有效的的寿命。
226.在图17的1702，qcm可以接收预留请求消息。如果在1701中可能不包括qpathinfo，则它可以为给定的qnt-s和qnt-d计算和选择适当的量子路径。所选择的量子路径可以具有比如1701中所指示的maxnumofquantumhops更少的跳。在1702期间，qcm还可以估计和确定在qconncreationtime附近，所选择的量子路径上的(例如，每个)qnr是否具有足够的量子资源/能力。如果可能没有足够的量子资源，则1701中的预留请求可能失败。
227.在图17的1703，qcm可以向qnc发送响应，以指示预留是否成功。如果预留成功，则qcm可创建预留序列号(例如qreservationid)，并可将其包括在响应消息中。qcm还可以在响应中在1702处包括关于所选路径的信息(例如qnt-s的地址、qnt-d的地址以及路径上的每个qnr的地址)。qcm可以缓冲该预留请求，并且可以启动被设置为qconncreationtime的创建定时器。
228.在图17中的1704处，与(例如，每个)所缓冲的预留请求相关联的创建定时器可以变为到期。可能存在一个或多个预留请求，其定时器在近似的时间到期。qcm可以将那些预留请求聚合到单个预留请求中，并且可以在大约相同的时间使它们到期。
229.在图17中的1705-1707处，所述预留请求可以变得到期。qcm可以使用1705-1707来联系一个或多个(例如，所有)qnr、qnt-s和qnt-d，以在qnt-s和qnt-d之间的所选量子路径的一个或多个(例如，每个)跳上创建纠缠对。1705-1707可以与图16所示的步骤相似。
230.在图17中的1708-1710处，qcm可以指示一个或多个(例如，每个)qnr执行适当的纠缠交换，如在1701处指示的entanglementswappingmode和entanglementswappingprotocol所指定的。这可以例如在qnt-s和qnt-d之间产生纠缠对(例如量子连接)。在1708，qcm可以将纠缠操作请求发送到qnr。该消息可以包含两个不相关量子位的标识符，在这两个不相关量子位上可以执行纠缠交换。该消息还可以指示在1701处接收的一些参数，例如entanglementswappingprotocol。在1709，qnr可以在指定量子位上执行如在1708请求的纠缠操作(例如纠缠交换和可选的纠缠蒸馏)。在1710，qnr可向qcm发送纠缠操作响应，以指示1709的纠缠操作是否成功。
231.在1711，如果1708-1710可能已经在一个或多个(例如，所有)qnr上被成功执行，则可能已经在qnt-s和qnt-d之间成功建立了量子连接。qcm可以针对该连接生成量子连接标识符(例如，qconnid)。qcm可以向qnt-d、qnt-s和qnc发送量子连接创建确认。在该确认消息中，qcm可以包括qconnid和在1701接收的其它参数，例如targetappid和connlifetime。在7011之后，每当量子连接可能变得不可用(例如，由于减轻的纠缠保真度)和/或被消耗时，
qnt-s(或qnt-d)可以向qcm发送通知。qcm可以将所消耗的量子连接的状态标记为“被消耗的”和/或“不可用的”。qcm可以从其数据库中移除这个不可用的或被消耗的量子连接。
232.在1701，qnt-s或qnt-d还可以向qcm发送量子连接预留请求，该量子连接预留请求可以由qnt-s或qnt-d处的一些预先配置的策略来触发。例如，示例策略可以被设置为当当前量子连接可能被消耗或变得不可用(例如，由于低保真度)时，可以创建量子连接(例如，新的量子连接)。这可以使得1711c处的动作被跳过。
233.在1705执行之前，qnc(或者如果qnt-s/qnt-d可以请求量子连接预留，则为qnt-s/qnt-d)可以通过指示一个或多个qreservationid，向qcm发送量子连接预留取消请求。qcm可以移除对应的未决的预留请求，并且1705-1711可以不执行。
234.在1705执行之前，qcm本身可以取消一个或多个量子连接预留，并且可以将量子连接预留取消通知发送到qnc。qcm可以移除对应的未决的预留请求，并且1705-1711可以不被执行。
235.在1705执行之前，qcm本身可以将量子连接预留取消请求发送到qnc以取消一个或多个量子连接预留。在从qnc接收到批准之后，qcm可以移除对应的未决的预留请求，并且1705-1711可以不被执行。
236.在图18中可以执行多个过程，在图18中的1801-1803处，可以执行与这里针对图17所描述的1801-1803类似的动作。再次参考图18，在1804处，如果可以存在从不同的qnc接收的多个预留请求，其可以被同时接收，则qcm可以可选地将这些量子连接预留聚合在一起作为单个预留，但是qcm可以不在本地缓冲这些请求。
237.在图18中的1805-1807，由于qcm可能不缓冲(例如任何)预留请求，所以它可以在qnt-s、qnt-d和qnr处配置一个或多个纠缠操作(例如纠缠创建和纠缠交换)，以满足在1801接收的预留请求或在1804的聚合请求。在1805，qcm可以发送请求以在qnt-s、qnt-d和一个或多个(例如，每个)qnr处配置一个或多个纠缠操作。该请求可以包含纠缠操作的列表以及在1801处接收的一个或多个参数，诸如qconncreationtime、entanglementswappingmode、entanglementswappingprotocol和/或targetappid等。
238.在图18的1806，qnt-s、qnt-d和qnr可存储在1805接收的纠缠操作列表。(例如，每个)列出的纠缠操作可顺序执行并在qconncreationtime之后开始。例如，纠缠交换可以在纠缠创建之后执行。在1807，qnt-s、qnt-d和qnr可向qcm发送响应，以指示1806的纠缠操作配置是否可能已经成功。在1808，在一段时间(例如，qconncreationtime)之后，qnt-s、qnt-d和qnr可执行在1806的一个或多个配置的纠缠操作。在1808期间，在qnt-s、qnt-d和qnr之间可以有一个或多个消息交换。作为执行所配置的纠缠操作的结果，可一个或多个qnr之间存在一个或多个消息交换。例如，在qnr-x可能完成执行纠缠交换之后，它可以向诸如qnr-y的另一qnr发送指示纠缠交换完成的通知，以触发qnr-y执行另一纠缠交换、纠缠蒸馏和/或其它纠缠操作。
239.在图18的1809，qnt-s、qnt-d和qcm可分别向qcm报告一个或多个(例如，每个)纠缠操作的执行结果。如果它们中的一者或多者(例如全部)成功地执行这些操作，则现在可以在qnt-s和qnt-d之间建立一个或多个纠缠连接。在图18的1810中，可以发生与关于图17中的1811所描述的动作类似的动作。在1810之后，每当量子连接变得不可用(例如，由于减轻的纠缠保真度)和/或被消耗时，qnt-s(或qnt-d)可以向qcm发送通知。qcm可以将所消耗的
量子连接的状态标记为“被消耗的”和/或“不可用的”。qcm可以从其数据库中移除这个不可用的或消耗的量子连接。
240.在图18中的1801，qnt-s或qnt-d也可以发送量子连接预留请求到qcm，这可以由qnt-s或qnt-d处的一些预先配置的策略触发。例如，示例策略可以被设置为当当前量子连接可能被消耗或者可能由于低保真度而变得不可用时，可以创建量子连接并且可以不执行1810c处的动作。
241.在1808处执行之前，qnc可通过指示一个或多个qreservationid来向qcm发送量子连接预留取消请求。qcm可以联系qnt-s/qnt-d和qnr以移除一个或多个(例如，全部)配置的但未决的纠缠操作。1808-1810可以不执行。
242.在1808处执行之前，qnc可直接向qnt-s/qnt-d和qnr发送量子连接预留取消请求，以移除一个或多个(例如，全部)配置的但未决的纠缠操作。1808-1810可以不执行。
243.在1808执行之前，qnt-s(或qnt-d或qnr)可向qcm发送纠缠操作取消请求，以取消一些未决的纠缠操作。qcm可以联系qnt-d(或qnt-s和其它qnr)以移除一个或多个(例如，全部)配置的但未决的纠缠操作。qcm可以通知qnc一个或多个量子连接预留的这种取消。1808-1810可以不执行。
244.在1808处执行之前，qcm可将纠缠操作取消请求发送到qnt-s、qnt-d和一个或多个(例如，所有)qnr，以取消与一个或多个量子连接预留相对应的一个或多个(例如，所有)配置的但未决的纠缠操作。它可以通知qnc关于一个或多个量子连接预留的这种取消。
245.可以提供联合量子连接创建和经典连接创建。图19示出了用于联合量子连接创建和经典连接的示例流程图。可能存在这样一场景：qnt-s和qnt-d可以建立量子连接(例如一对纠缠的量子位)，并且可以建立经典的传输级或应用级连接(例如tcp或http连接)。为了性能改进，所述量子连接和经典连接可以被联合请求和建立。qnc可以使用量子预留请求来指示对经典连接的请求，并且可以指示经典连接的建立可以利用量子连接来使得经典连接更安全。此外，为了建立qnt-s和qnt-d之间的经典连接，可以使用qnt-s和qnt-d之间的经典节点上的一个或多个经典资源(例如经典带宽等)。如果qcm知道这些经典节点可能没有足够的资源(例如经典资源)来建立经典连接，则qcm可以不在qnt-s和qnt-d之间建立量子连接。
246.图19示出了用于联合量子和经典连接建立的过程。图19的1901-1903与图17的1901-1903相似。但有一些不同。在1901，qnc可以包含附加参数classicconnreq，以指示对还创建qnt-s与qnt-d之间的经典连接的请求，这可以在建立量子连接之后立即发生。在1902，qcm还可以计算qnt-s和qnt-d之间的经典路径。qcm还可以检查在所计算的经典路径上是否存在足够的资源(例如经典资源)。如果qcm可能没有找到具有用于所请求的经典连接的足够经典资源的经典路径，并且量子连接可能已经被用于创建经典连接，则qcm可以不创建任何经典连接也不创建量子连接，并且可以在1903报告失败。并且，1904-1907可以不被执行。如果qcm可以找到具有足够经典资源的经典路径，但是可能没有找到适当的量子路径，则qcm可以既不创建任何经典连接也不创建量子连接，并且可以在1903报告失败。并且，1904-1907可以不被执行。如果qcm可以找到具有足够经典资源的经典路径和具有足够量子能力的量子路径，则qcm可以执行1904-1907。
247.在图19中的1904处，可以执行与图17中的1704-1711类似的动作，或者可以执行与
图18中的1804-1810类似的动作，以在qnt-s和qnt-d之间建立量子连接。
248.在图19中的1905，qcm可以向qnt-s发送经典连接创建请求。该请求可以包含所建立的量子连接信息(例如量子连接标识符)，该量子连接信息可以指示qnt-s使用该量子连接来建立与qnt-d的安全经典连接。
249.在图19中的1906处，qnt-s可使用量子连接来与qnt-d建立经典连接。例如，所述量子连接可以被消耗以实现量子瞬间传输或量子超密集编码，这可以被利用以建立经典连接。在另一个示例中，qnt-s和qnt-d可以使用该量子连接来执行qkd，以在qnt-s和qnt-d之间建立安全密钥。qnt-d和qnt-d可以使用安全密钥来建立它们之间的安全经典连接，例如基于qkd的tls/dtsl会话。在图19中的1907，qnt-s(或qnt-d)可以向qcm发送响应，以指示量子连接可能已经被消耗，并且经典连接可能已经成功建立或没有成功建立。
250.可以提供量子连接作为服务。图20示出了用于提供量子连接作为服务的示例实施方式。所建立的量子连接(例如，源qnt和目的地qnt之间的纠缠)可能不会以最小保真度保持很长，但是纠缠相干时间可以得到极大改善。这样，量子连接可以作为服务来提供。例如，qcm可以主动地在不同的qnt之间建立量子连接，并且可以将它们作为服务提供给qnc。例如，qnc可以不请求qcm创建量子连接(例如，新的量子连接)，但是可以从qcm请求现有量子连接。然后，qcm可以搜索其建立的量子连接，并且可以通过通知qnc所分配的量子连接的标识符、所分配的量子连接(例如，每个所分配的量子连接)的dnt-s、和每个所分配的量子连接的qnt-d，将一个或多个建立的量子连接分配给qnc。所分配的量子连接可以被使用和消耗以支持诸如qkd之类的量子应用。例如，qnc可以联系qnt-s(或qnt-d)以使用所分配的量子连接(例如纠缠)来支持诸如qkd之类的量子应用。qnc或所分配的量子连接的源(或目的地)qnt可向qcm发送通知，以报告所分配的量子连接的消耗。
251.图20示出了用于提供量子连接作为服务的过程。在2000，qcm可能已经使用图17和图18中的过程在各对qnt之间建立了一个或多个量子连接。在2001，qnc可以从qcm请求现有量子连接的数量。该请求消息可以包含以下参数中的一者或多者：
·
numofqconn：指示qnc可从qcm请求的量子连接的数量。
·
qntaddr：指示其上可能已经建立了所请求的量子连接的源qnt和目的地qnt的地址。
·
appinfo：指示可以使用/消耗所请求的量子连接的应用的类型和/或名称。
252.在2002，qcm可以搜索在2000建立的一个或多个(例如，全部)现有且仍然可用的量子连接。qcm可以选择一个或多个量子连接并将其指派给qnc，如其在2001处所请求的那样。该消息可以包含以下参数：
·
qconnids：可以指示被指派或分配给qnc的一个或多个(例如所有)量子连接的标识符。
·
qntaddr：可以指示所指派的量子连接(例如每个指派的量子连接)的源qnt和目的地qnt的地址。
253.在2003，qnc可向qnt(其可以是如2001处所包括的或2002处所接收的源qnt或目的地qnt)发送触发消耗一个或多个所指派的量子连接的请求。相应量子连接的标识符(例如，在2002已经接收到qconnids)可以包含在该消息中。appinfo也可包含在该消息中。在2004，qnt可使用/消耗指定的量子连接来支持如2003的appinfo所表示的应用。
254.在2005，qnt可向qnc发送响应。该响应可以指示是否可以成功地利用和消耗所指定的量子连接。在该响应中还可以包含应用相关信息。
255.在2006，qnc可通知qcm指定的量子连接的消耗。所消耗的量子连接的标识符可以被包含在该消息中。在2007，qcm可以从qnc接收通知。它可以将所消耗的量子连接的状态标记为“被消耗的”和/或“不可用的”。它可以发送响应到qnc作为确认。
256.关于图20，qnt可以是量子连接中可能涉及的源qnt或目的地qnt。在2003，所述请求可以从qcm发送到qnt。在2004，qnt可以联系另一个qnt(例如，目的地qnt)，以消耗指定的量子连接来支持量子应用。2006处发送的通知可以是从qnt到qcm。例如，qnt还可以向qcm发送量子连接消耗通知。
257.可以提供高级量子链路层服务。图21示出了示例量子链路层服务。在量子网络中，用于量子网络节点(qnn)的协议栈可以由量子物理层、量子链路层、量子网络层、量子传输层、和/或量子应用层等组成。在这些层中，量子网络层、量子传输层和量子应用层可以被分类为较高层，其可以不生成或保持量子特性(例如，任何量子特性)，诸如量子位，但是可以与量子链路层交互以访问、利用和管理量子位以及纠缠量子位。qnn可以是量子网络终端(qnt)或更功能的量子网络路由器(qnr)。qnr可以支持高级纠缠操作，例如纠缠交换和纠缠蒸馏。
258.在一个实施例中，qnr可以是蜂窝网络中的基站、卫星、具有到其它网络节点的量子信道(例如，卫星链路或自由空间光学器件)的车辆、蜂窝网络中的回程路由器、和/或宽带接入路由器等。在一个实施例中，qnt可以是具有到其它网络节点的量子信道(例如，卫星链路或自由空间光学器件)的车辆、具有光纤作为量子信道的客户驻地设备(cpe)、卫星、卫星地面站、蜂窝网络中的可以具有到其它ue或到其基站的量子信道的用户设备(ue)、和/或蜂窝网络中的基站等。
259.这样，量子链路层服务(例如，用于创建纠缠量子位的基本链路层服务)可以在qnt或qnr内的量子链路层和较高层(例如，量子网络层、量子传输层、和/或量子应用层)之间，以便该较高层可以有效地访问量子链路层以创建和操纵包括纠缠量子位的量子位。如图21所示，所述量子链路层服务可以包括多个服务。
260.图21示出量子链路层服务的示例实施例。所述量子链路层服务可以提供高级纠缠创建。较高层可以请求量子链路层创建具有一个或多个要求的纠缠量子位，所述要求例如是纠缠量子位的寿命、将一个纠缠量子位分发到另一个量子网络节点的需要、和/或类似要求。
261.所述量子链路层服务可以提供周期性纠缠创建。较高层可以请求量子链路层周期性地创建纠缠量子位。这种周期性纠缠创建可以实现安全密钥的周期性量子密钥分发(qkd)和周期性改变。
262.所述量子链路层服务可提供更新未决纠缠创建请求。较高层可以请求量子链路层更新与未决的纠缠创建请求相关的一个或多个参数。结果，所述量子链路层可以使用这些参数的值(例如新值)来处理未决请求以创建纠缠量子位(例如新纠缠量子位)。
263.所述量子链路层服务可以提供取消未决纠缠创建请求。较高层可以请求量子链路层移除未决的纠缠创建请求。
264.所述量子链路层服务可提供查询现有纠缠创建请求。较高层可查询可能已在量子
链路层处接收到的现有纠缠创建请求的状态和相关参数。
265.所述量子链路层服务可以提供触发量子位测量。较高层可以请求量子链路层测量一些量子位。所述量子链路层可以存储测量结果或将其返回到较高层。
266.所述量子链路层服务可以提供配置/查询量子统计。较高层可以配置量子链路层以计算和收集一个或多个量子统计，这些量子统计又可以由较高层检索/查询。
267.所述量子链路层服务可以提供纠缠分发。较高层可以触发量子链路层以将一个或多个纠缠量子位分发到一个或多个其他量子网络节点。
268.所述量子链路层服务可以提供触发纠缠交换。较高层可以触发量子链路层在一组或多组(例如，两组或更多组)纠缠量子位上执行纠缠交换，以生成一组(例如，新的一组)纠缠量子位。
269.所述量子链路层服务可以提供触发纠缠蒸馏。较高层可以触发量子链路层以在一组或多组(例如，两组或更多组)纠缠量子位上执行纠缠蒸馏，以提高一组纠缠量子位的保真度。
270.所述量子链路层服务可以提供自动纠缠交换和蒸馏。较高层可以将一个或多个纠缠交换/蒸馏策略配置到所述量子链路层，使得所述量子链路层可以基于所配置的策略，自动地触发和执行纠缠交换和蒸馏。
271.在这些服务中，触发纠缠交换、触发纠缠蒸馏以及自动纠缠交换和蒸馏可适用于量子网络路由器(或量子中继器)处的量子链路层，并且可能不适用于充当较简单的量子网络终端的常规量子网络节点。
272.图22示出了在量子链路层处维护的信息的示例实施例。为了支持这些量子链路层服务，量子链路层可以维护一个或多个数据库(如图22所示)，这些数据库可以由较高层访问。
273.可以提供请求数据库。该数据库可以存储从较高层接收的一个或多个(例如，所有)请求，诸如纠缠创建请求及其状态。在纠缠创建请求的情况下，它们的状态可以是未决的、纠缠的成功创建、和/或纠缠的失败创建等。较高层可以从该数据库中搜索和查询包括其状态的请求(例如，任何请求)。较高层也可以请求量子链路层取消和移除现有请求。量子链路层可以从该数据库中移除相应的请求。
274.可以提供量子策略数据库。较高层可以配置一些量子策略(例如，何时以及如何在哪些纠缠对上执行纠缠交换)并将其发送到量子链路层。量子链路层可以将这些策略存储在该数据库中，并且可以使用它们来保护其动作和行为(例如，基于策略的自动纠缠交换和/或蒸馏)。较高层也可以更新该数据库中的配置策略并从该数据库中移除该配置策略。
275.可以提供纠缠数据库。量子链路层可以使用该数据库来存储一个或多个(例如，所有)纠缠(例如，先前创建的纠缠、所消耗的纠缠、交换的纠缠、和/或蒸馏的纠缠等)的标识符、它们的状态(例如，纠缠的保真度)和所涉及的纠缠量子位的标识符。较高层可以向该数据库发送请求以查询现有纠缠的状态或触发以交换两个现有纠缠。
276.可以提供量子位数据库。该数据库可以存储一个或多个(例如，每个)现有量子位的逻辑标识符、其状态基础、其状态、以及其他相关的和纠缠的量子位的逻辑标识符、和/或类似物。较高层可以发送请求到这个数据库以触发测量量子位。
277.可以提供量子统计数据库。量子链路层可计算和收集一个或多个量子统计参数，
诸如成功纠缠生成率、成功纠缠交换率、和/或每秒生成的纠缠的数量等。较高层可以从该数据库中搜索和查询量子统计参数。较高层也可以将量子统计参数添加到该数据库。
278.虽然可以根据纠缠仅包含两个量子位的情况来描述如本文所述的量子链路层服务的描述，但是量子链路层服务实施例也可以适用于并且扩展到纠缠也包含多于两个量子位的情况。
279.可以提供用于纠缠创建的高级量子链路层服务。图23示出了用于纠缠创建的增强链路层服务的示例实施例。例如，图23示出用于纠缠创建的增强链路层服务，其中较高层可以向量子链路层指示附加参数(例如，新参数)以支持用于生成纠缠量子位的高级特征，诸如：具有特定寿命的纠缠、具有特定尝试次数的纠缠创建、纠缠分发指示或预留、纠缠使用保留和/或类似者。在这种情况下，创建纠缠可以意味着创建一对纠缠量子位(或一组多于两个纠缠量子位)。
280.在图23中的2301，较高层可以向链路层发送纠缠创建请求。请求原语可以包含一个或多个以下参数以支持高级纠缠创建：
·
entanglementlifetime：它可以指示在纠缠量子位在被生成之后需要维持它们多长时间。在这个持续时间之后，这些纠缠量子位可能被破坏。
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maxattempt：它可指示量子链路层可尝试成功产生请求的纠缠的尝试次数(例如最大尝试次数)。
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timeforentanglingwithremotenode：它可以指示所生成的纠缠对中的一个量子位可以在什么时间被分发到另一个量子网络节点(qnn)。该参数可以告诉量子链路层准备好在未来的时间将纠缠量子位分发到远程节点。
·
timeforusingentanglement：它可以指示所生成的纠缠对(例如量子位a和量子位b)可以在什么时间被应用使用。例如，在纠缠对中的一个量子位(例如量子位a)可以被分发到另一个qnn之后，该参数可以指示何时另一个量子位(例如量子位b)可以被量子应用使用和/或可以被用于执行纠缠交换。该参数可告诉量子链路层准备好在将来使用所产生的纠缠。
·
targetappid：它可以指示可以使用所创建的纠缠的目标量子应用的标识符。
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requestid：它可以指示该请求的标识符，较高层可以将该标识符设置为用于量子链路层。
281.在图23的2302处，量子链路层可处理该请求，并可准备如2301处所请求的那样产生纠缠。例如，如果在2301指示maxattempt，则量子链路层可向量子物理设备尝试多次(＝maxattempt)，直到可成功创建所请求纠缠为止。如果可以成功地创建所请求的纠缠，则量子链路层可以为其指派标识符，其被称为entanglementid。
282.在图23的2303，量子链路层可向较高层发送响应，以通过包含entanglementid来指示2302处的纠缠创建是否已成功。如果该响应可能已经被量子链路层设置或改变，则该响应还可以包括requestid。在2303发送的响应可以是在接收2302之后但在可创建任何请求的纠缠之前的响应(例如，立即响应)。
283.可以提供用于周期性纠缠创建的量子链路层服务。图24示出了用于周期性纠缠创建的链路层服务的示例实施例。图24示出了周期性纠缠创建的示例过程。在这种情况下，较高层可以向量子链路层发送一个请求，以要求它生成多个纠缠(例如，多对或多组纠缠量子
位)。
284.在图24中的2401，较高层可以发送周期性纠缠创建请求到量子链路层。该请求可指示要生成的纠缠的数量(例如，numofentanglements)、两个纠缠之间的时间间隔(例如，timeinterval)、以及量子链路层可如何向较高层发送对所生成的纠缠的响应(例如，responsemode)。该请求还可以包含包括在关于图23的2301中的那些参数。
285.在图24中的2402处，量子链路层可以处理所接收的请求以准备创建纠缠(例如，新纠缠)。在2403，量子链路层可以向较高层发送响应。该响应可以包括在2401发送的请求的标识符(例如，requestid)。requestid可以由链路层指派，或者它可以由较高层设置并在2401发送。
286.在图24中的2404-2407，量子链路层顺序地生成两个纠缠。对于(例如，每个)生成的纠缠，量子链路层可以指派entanglementid作为其标识符。量子链路层可以在响应中包括entanglementid，并且可以将其发送到较高层。取决于2401处的responsemode，例如如果responsemode＝aggregated，在可以生成两个(或更多个，如果请求的话)纠缠之后，量子链路层可以发送一个响应。如果2401处的numofentanglements大于2402处的，则量子链路层可以继续产生更多的纠缠。
287.在2408，在某一时刻并且可能在可生成一个或多个(例如，所有)所请求的纠缠之前，较高层可决定取消可与周期性纠缠请求(例如，requestid)相关联的要生成的一个或多个(例如，所有)未决纠缠。较高层可以向量子链路层发送关于未决的纠缠创建请求的取消。结果，与周期性纠缠请求相关联的未决纠缠(例如，任何未决纠缠)以及可能很快生成的纠缠可被取消。在2409，量子链路层可以向较高层发送响应。该响应可指示成功生成的纠缠的数目。
288.可以提供用于更新未决纠缠创建请求的量子链路层服务。图25示出用于更新未决的纠缠创建请求的链路层服务的示例流程图。例如，图25示出用于更新未决的纠缠创建请求的链路层服务(例如，新的链路层服务)。在该示例中，较高层可能已经向量子链路层发送了先前的纠缠创建请求，但是可能尚未生成所请求的纠缠。该请求可被称为未决纠缠创建请求。较高层可以决定更新该未决纠缠创建请求以指示量子链路层以不同方式生成其余纠缠。在2501，较高层可以向量子链路层发送请求。该请求可以包含所述未决纠缠创建请求的标识符(例如，requestid)和用于一个或多个参数(诸如在图23中的2301和图24中的2401处指示的那些)的值(例如，新值)。
289.在2502，量子链路层可接收所述请求，并可基于在1包含的参数值(例如，新参数值)，调整用于为所述未决纠缠创建请求(例如，requestid)创建未来纠缠的方式。在2503，量子链路层可向较高层发送响应，并可指示它是否可接受如在2501所建议的所述参数值(例如，新参数值)。量子链路层可以接受一个或多个参数值，并且可以拒绝其它参数值，在该响应中可以将其通知给较高层。
290.可以提供用于取消未决纠缠创建请求的量子链路层服务。图26示出用于取消未决的纠缠创建请求的链路层服务的示例流程图。较高层可能已经向量子链路层发送了一个或多个纠缠创建请求，但其可能仍太早而不能生成一个或多个所请求的纠缠，并且因此那些请求可能仍未决。较高层可以请求取消那些未决请求。在2601处，较高层可以发送请求以取消未决的纠缠创建请求。该请求可包括requestid，其可指示待取消的一个或多个未决纠缠
创建请求。在2602，量子链路层可以查找并且可以移除如由requestid表示的一个或多个(例如，所有)未决请求。在2603处，量子链路层可以向较高层发送响应以指示是否已经成功地移除一个或多个(例如，每个)未决请求。如果一些未决请求可能尚未被成功移除，则该响应可以包括可能已被移除或可能未被移除的未决请求的列表。
291.可提供用于查询现有纠缠创建请求的量子链路层服务。图27示出用于查询现有纠缠创建请求的链路层服务的示例流程图。图27示出用于查询现有纠缠创建请求的链路层服务(例如，新的链路层服务)。在这种情况下，量子链路层可能已经接收到一些先前的纠缠创建请求，其可能被完全执行或者可能仍未决，但是它们可被认为是现有的纠缠创建请求并且可被维持在量子链路层处。在2701，较高层可以向量子链路层发送请求以查询一个或多个现有纠缠创建请求。那些现有纠缠创建请求的标识符可包含在requestid中。在2702，量子链路层可定位那些现有纠缠创建请求，并且可检索它们的状态(例如，它是否可能已被执行，所请求的纠缠是否已被生成，链路层需要等待多久直到生成所请求的纠缠等)。在2703，量子链路层可以向较高层发送响应。该响应可包含如2701处检索的那些现有纠缠创建请求的状态(例如，requeststatus)。
292.可以提供用于触发量子位测量的量子链路层服务。图28示出了用于触发量子位测量的链路层服务的示例流程图。例如，图28可以展示了用于在量子链路层触发量子位测量的量子链路层服务。在2801，较高层可以发送量子位测量请求到量子链路层。该请求可以指示待测量的量子位的逻辑标识符(例如qubitid)或现有纠缠的标识符，以及可以对其执行测量的量子状态基础(qbasis)。较高层也可以指示附加的测量条件(例如，measurementconditions)。在2802，量子链路层可以接收所述请求，可以定位可以是现有纠缠的量子位的指定量子位，并且可以等待测量它们直到满足所指示的测量条件。在2803，量子链路层可以将量子位测量结果发送到较高层。
293.可以提供用于配置/查询量子统计的量子链路层服务。图29示出了用于配置/查询量子统计的链路层服务的示例流程图。例如，图29示出了用于配置和查询量子链路层的量子统计的量子链路层服务。在2901，较高层可以发送请求以配置用于在量子链路层处收集量子统计(例如，量子位和纠缠)的动作或策略。例如，qstatisticparameters可以包括量子链路层可以计算和收集的量子统计参数的列表。在2902，量子链路层可以处理在2901处的请求原语，并且可以开始计算指定的量子统计参数。在2903处，量子链路层可以向较高层发送响应。该响应可以包含一个或多个(例如，每个)量子统计参数的标识符，使得较高层可以使用该标识符(例如，在2907)来查询和检索其值。在2904处，在一时间段之后，量子统计参数的值可以变得可用。
294.在2905，量子链路层可以主动地和周期性地向较高层报告所选择的量子统计参数。该行为可以由较高层在2901处请求和指定。例如，较高层可以在2901处指示要报告的量子统计参数的列表和报告频率。在2906处，较高层可以向量子链路层发送响应。在2907处，较高层可以发送查询某些量子统计参数的请求。较高层可以从2903知道在量子链路层处创建和存储的一个或多个(例如，每个)统计参数的标识符。在2908处，量子链路层可以向较高层发送响应。
295.可以提供用于纠缠分发的量子链路层服务。在qnn处可能产生纠缠之后，该qnn的较高层可以触发其量子链路层将该纠缠的(一个或多个)量子位分发到其他qnn。这可以以
多种方式发生。以下是三个示例场景，尽管还可以存在其他场景：
·
场景1-量子链路层可以将纠缠对中的一个量子位分发到另一个qnn。所述纠缠对中的另一量子位可以不被分发给任何其他qnn，而是可以被本地存储。
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场景2-量子链路层可以将纠缠对的两个量子位分发到相同的qnn。
·
场景3-量子链路层可以将纠缠对中的一者或多者(例如，每个)量子位分发到不同的qnn。
296.图30示出用于触发纠缠分发的链路层服务的示例流程图。例如，图30示出了用于上述场景1和场景2的纠缠分发的链路层服务(例如，新的链路层服务)。在这种场景下，qnn-1的量子链路层可能已经创建了一个或多个纠缠量子位，qnn-1的较高层可以请求量子链路层将一个或多个纠缠量子位分发到另一个qnn(例如qnn-2)。在3001，qnn-1的较高层可以发送纠缠分发请求到量子链路层。该请求可以包括以下参数中的一者或多者：
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entanglementdistmode：可以指示量子链路层如何执行纠缠分发，例如：
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entanglementdistmode＝1，量子链路层可以将纠缠对中的一个量子位分发到另一个qnn。所述纠缠对中的另一量子位可以不被分发给任何其他qnn，而是可以被本地存储。
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entanglementdistmode＝2，量子链路层可以将纠缠对的两个量子位分发到相同的qnn。
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entanglementdistmode＝3，量子链路层可以将纠缠对的每个量子位分发到不同的qnn。这在图30中可能未示出。
·
entanglementdisttime：可以指示量子链路层何时可以执行纠缠分发。例如，较高层可以预先在3001发送其请求，使得量子链路层可以有时间准备纠缠分发。
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entangledqubitinfo：可以指示关于要被分发的纠缠的量子位的信息和所述纠缠的量子位可以被分发到的qnn的标识符。该参数可包含元素列表，并且一个或多个(例如每个)元素可用于要被分发的不同纠缠。(例如，每个)元素可以被表示为：(entanglementid,qubitidtobedistributed,qnnid)，其中entanglementid可以是现有纠缠的标识符，qubitidtobedistributed可以是一个或多个量子位的标识符，所述量子位可以被分发并且可以与如entanglementid所表示的现有纠缠相关联，qnnid可以是一个或多个qnn的标识符。qubitidtobedistributed可以是可选的。
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如果entanglementdistmode＝1，则qnnid包含一个qnn的标识符。
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如果entanglementdistmode＝2，则qnnid包含一个qnn的标识符。
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如果entanglementdistmode＝3，则qnnid包含两个qnn的标识符。这在图30中可能未示出。
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targetappid：可以使用所分发的纠缠量子位的目标量子应用。
297.在图30中的3002处，这可以是可选的，如果entanglementdisttime可以包含在3001处，则qnn-1的量子链路层可以在它可以将纠缠量子位分发到其他qnn之前等待如entanglementdisttime所表示的某个时间，但是它可以向qnn-1的较高层发送立即响应，以确认已经接收到在3001处接收的请求，并且可以稍后诸如在3003处执行所请求的纠缠分发。
298.在3003，其可以是可选的，在如entanglementdisttime所表示的某个时间之后，
qnn-1的量子链路层可以执行所请求的纠缠分发。qnn-1的量子链路层可向qnn-2的量子链路层发送纠缠分发请求，以通知qnn-2：qnn-1可在3004处将一些纠缠的量子位传输到qnn-2。该请求消息可以包含如3001处所包含的参数中的一者或多者，并且可以包括以下参数中的一者或多者：
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qnn-1的标识符。
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qnn-1的量子链路层的标识符。
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可以用于在3004处传输量子位的量子信道的标识符。
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在3004可以在量子信道上继续的持续时间。
299.在3004，qnn-1的量子链路层可通过量子信道将一个或多个指定量子位传输到qnn-2的量子链路层。这可以在3003之后或在如由entanglementdisttime表示的某个时间之后发生。此外，可以执行以下动作中的一者或多者：
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如果entanglementdistmode＝1，则qnn-1的量子链路层可以指示量子物理层将每个纠缠中的一个指定量子位传输到另一个qnn(即，qnn-2)。
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如果entanglementdistmode＝2，则量子链路层可以指示量子物理层将每个纠缠的两个量子位传输到相同的qnn(即，qnn-2)。
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如果entanglementdistmode＝3，则量子链路层可以指示量子物理层将每个纠缠的两个量子位传输到不同的qnn，这可以一个接一个地发生。这在图30中可能未示出。
300.在3005，qnn-2的量子链路层接收可以在3004发送的传输的量子位。它可以向qnn-2的较高层发送纠缠分发指示原语。该指示原语可以包含在3003处接收的一个或多个参数。
301.在3006，qnn-2的较高层可向qnn-2的量子链路层发送纠缠分发响应作为确认。qnn-2的较高层也可以发送原语到目标量子应用，该应用可以驻留在qnn-2上并且可以使用所分发的量子位。在3001处可以包含所述目标量子应用的标识符，并且可以在3003和/或3005处重新发送该标识符。
302.在3007，qnn-2的量子链路层可以发送纠缠分发响应消息到qnn-1的量子链路层。该消息可以包含已经在3004成功接收的量子位的标识符。在3008，qnn-1的量子链路层可向qnn-1的较高层发送纠缠分发确认消息以通知哪些纠缠已被成功分发而哪些未被成功分发。
303.在图30中，3004-3007可用于分发相同纠缠对的一个或两个量子位。如果1包含要分发的多个纠缠(例如，n个纠缠)，则3004-3007可被重复n次。此外，3003-3004可在量子信道上的一个或多个动作中被组合，但3003处所包含的信息可在3004处所包含的量子位之前被传送。
304.图31示出了用于纠缠分发的链路层服务的示例流程图。量子链路层可以将纠缠对中的一个或多个(例如，每个)量子位分发到不同的qnn。例如，图31示出了用于纠缠分发的链路层服务(例如，新的链路层服务)，其中量子链路层可以将纠缠对中的一个或多个(例如，每个)量子位分发到不同的qnn。在这种场景下，一个或多个纠缠量子位可能已经由qnn-1的量子链路层创建。qnn-1的较高层可能请求量子链路层将该纠缠的一个量子位分发给qnn-2，并将相同纠缠的剩余量子位分发给qnn-3。也可以执行以下操作：
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3101-3102：可以类似于图30中的3001-3002。
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3103(a)/3(b)：可以类似于图30的3003。
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3104(a)/4(b)：可以类似于图30的3004。
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3105(a)/5(b)：可以类似于图30的3005。
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3106(a)/6(b)：可以类似于图30的3006。
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3107(a)/7(b)：可以类似于图30的3007。
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3108：qnn-1的量子链路层可聚合从3107(a)和3107(b)接收的响应。
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3109：可以类似于图30的3008。
305.可以提供用于触发纠缠交换的量子链路层服务。图32示出了用于触发纠缠交换的链路层服务的示例流程图。例如，图32示出了用于触发纠缠交换的链路层服务(例如，新的链路层服务)。在这种场景下，物理设备可以分别保持两个或多个不相关量子位：量子位b和量子位c，其来自两个或多个不同的纠缠组(例如，量子位b来自包括量子位a和量子位b的纠缠对#1，以及量子位c来自包括量子位c和量子位d的另一个纠缠对#2)。较高层可以触发量子链路层以执行纠缠对#1和#2之间的纠缠交换。这种纠缠交换的结果可以是通过对量子位b和量子位c实施一个或多个操作来纠缠量子位a和量子位d。
306.在3201，较高层可以向量子链路层发送纠缠交换请求。这个请求可以包括两个纠缠对的标识符(例如，entangledpairid1和entangledpairid2)和两个不相关量子位的标识符(例如，qubitid1和qubitid2)。该请求还指示所述量子链路层应当用于执行纠缠交换的方法或协议(例如，swapprotocol)。在3202，量子链路层可以使用如在3201由swapprotocol指示的协议在这两个不相关的量子位(例如，如由qubitid1和qubitid2指示的)上执行纠缠交换。在3203，量子链路层可生成纠缠标识符(例如，新的纠缠标识符)并将其作为响应发送到较高层。可替换地，或者除此之外，较高层可以例如基于entangledpairid1和entanglepairid2生成纠缠标识符(例如，新的纠缠标识符)，因为由这两个标识符表示的原始纠缠可能不再存在。
307.可以提供用于触发纠缠蒸馏的量子链路层服务。图33示出用于触发纠缠蒸馏的链路层服务的示例流程图。在这种场景下，量子链路层可能已经成功地创建了多个纠缠对，并且量子链路层可以访问该多个纠缠对。它们的保真度可能变得低于阈值并且可能不被量子应用利用。纠缠蒸馏可用于通过经由纠缠蒸馏而消耗和/或牺牲其它纠缠对来改善一个或多个纠缠对的保真度。在3201，较高层可以向量子链路层发送纠缠蒸馏请求。该请求可以包含现有纠缠对(例如，entangledpairids)的列表，并且还可以指示可以请求纠缠蒸馏实现的最小保真度(例如，minfidelity)。在3202，量子链路层可以接收所述请求，并且可以在那些现有纠缠对上执行纠缠蒸馏。量子链路层可以仅使用一个或多个纠缠对来将另一纠缠对的保真度提高到高于minfidelity。它可能不操作和/或消耗如由entangledpairids表示的纠缠对(例如，所有纠缠对)中的一者或多者，以使一对具有大于minfidelity的保真度。在3203，量子链路层可向较高层发送响应以指示所请求的纠缠蒸馏是否可能成功，并且还指示一个或多个所消耗的纠缠(例如，所有所消耗的纠缠)的标识符。可选地，如果量子链路层具有估计它的能力，则量子链路层可以在该响应中指示在3202所实现的保真度。
308.可以提供用于基于策略的自动纠缠交换和蒸馏的量子链路层服务。图34示出了用于基于策略的自动纠缠交换/蒸馏的链路层服务的示例流程图。例如，图34示出了用于在量子链路层执行的基于策略的自动纠缠交换和蒸馏的链路层服务(例如，新的链路层服务)。在3401，较高层可以向量子链路层发送请求以配置用于纠缠交换和蒸馏的一些策略(例如，
entanglementpolicies)。在3402，量子链路层可验证这些纠缠策略并将其本地存储。在3403，量子链路层可向较高层发送响应。在3404，在量子链路层处可能发生事件，该事件可以匹配一个或多个存储的纠缠策略。在3405，量子链路层可执行如所匹配的纠缠策略中指定的纠缠交换和/或蒸馏。在3406，量子链路层可将执行的纠缠交换和蒸馏的结果发送到较高层。
309.这里描述的实施例可以使用多个不同的网络。该网络可以包括量子因特网，该量子因特网可以利用有线系统(例如，光纤系统)和/或无线系统(例如，基于激光的通信系统)。例如，实施例可以使用量子因特网，该量子因特网使用可以发送和/或接收纠缠光子的量子卫星。