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系统平台

1. SimQN仿真平台

  SimQN是一个基于离散事件的量子网络模拟平台。SimQN 支持大规模研究,包括 量子密钥分发(Quantum Key Distribution, QKD)协议、纠缠分发协议、路由算法和量子网络中的资源分配方案。例如,用户可以使用SimQN设计路由算法以获得更好的远距离量子密钥协商性能。SimQN是一个用于量子网络模拟的Python3库。它被设计为通用的,这意味着SimQN既可以用于QKD网络,也可以用于纠缠分发网络和其他类型的量子网络评估。SimQN核心思想是SimQN不做任何架构假设。由于目前在量子网络研究中没有公认的网络架构,因此SimQN在这方面保持了灵活性。SimQN为大规模网络模拟提供了高性能。SimQN使用Cython编译C/C++库中的关键代码以提升评估速度。此外,除了常用的基于量子态的物理模型外,SimQN还提供了基于更高层保真度的纠缠物理模型,以减少计算开销并为用户评估带来便利。Bootstrap是设计SimQN时的另一个核心功能。SimQN提供了多个网络辅助模型,可轻松构建网络拓扑、生成路由表和管理多个会话请求。

  SimQN主要包含如下几个模块:

  • • qns.simulator,离散时间驱动模拟器。
  • • qns.models,单光子量子比特和多粒子纠缠系统物理模型。
  • • qns.entity,量子网络的实体,包括量子节点,量子存储器,量子信道等.
  • • qns.network, 网络仿真辅助工具/协议,例如网络拓扑生成器,路由算法。
  • • qns.utils,日志记录、随机数生成器和其他实用程序。

  目前,SimQN处于初始版本,我们相信它可以帮助量子网络研究。我们仍在努力实现更多特性和功能,这意味着API仍可能发生变化。此外,并非所有功能都经过了良好的测试。因此,SimQN可以作为这一时期的早期验证。我们鼓励社区报告错误,提出建议,以便我们尽可能使SimQN变得更可靠实用。

开源地址:https://github.com/QNLab-USTC/SimQN
开发文档:https://qnlab-ustc.github.io/SimQN/index.html