양자 네트워크의 성능 보장을 위한 양자 장치의 장기 양자 메모리 동적 조절 방법 및 장치
METHOD AND APPARATUS FOR DYNAMIC ADJUSTMENT OF LONG-LIVED QUANTUM MEMORY IN QUANTUM MACHINES FOR GUARANTEEING QUANTUM NETWORK PERFORMANCE
특허 요약
본 발명은 양자 네트워크 분야에 속하며, 구체적으로는 양자 네트워크를 형성하는 모듈들 간의 양자 쌍을 효율적으로 관리하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 양자 통신 장치에 의한 양자 제어 방법은, 양자 통신의 실행에 대한 요청을 수신하는 단계, (상기 요청은 상기 통신의 전송에 필요한 큐비트의 개수, 전송 기한, 및 전송 주소를 포함함), 상기 양자 통신 장치의 현재 양자 상태를 확인하는 단계 (상기 현재 양자 상태는 현재 보관중인 양자 얽힘 쌍의 수(quantity) 및 질(quality)에 대한 정보를 포함함), 상기 현재 양자 상태에 기반하여 상기 요청의 실행 여부를 결정하는 단계, 상기 양자 통신을 실행하기로 결정된 경우, 상기 요청에 따라 양자 통신을 실행하는 단계, 상기 양자 통신을 실행하지 않기로 결정된 경우, 상기 현재 보관중인 양자 얽힘 쌍의 수 및 질 중 적어도 하나를 개선하기 위한 양자 제어를 실행하는 단계, 및 상기 양자 통신의 실행 결과 및 상기 양자 제어의 실행 결과 중 적어도 하나를 포함하는 상기 요청에 대한 반환 데이터를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

양자 통신 장치에 의한 양자 제어 방법에 있어서,양자 통신의 실행에 대한 요청을 수신하는 단계, 상기 요청은 상기 통신의 전송에 필요한 큐비트의 개수, 전송 기한, 및 전송 주소를 포함함;상기 양자 통신 장치의 현재 양자 상태를 확인하는 단계, 상기 현재 양자 상태는 현재 보관중인 양자 얽힘 쌍의 수(quantity) 및 질(quality)에 대한 정보를 포함함;상기 현재 양자 상태에 기반하여 상기 요청의 실행 여부를 결정하는 단계;상기 양자 통신을 실행하기로 결정된 경우, 상기 요청에 따라 양자 통신을 실행하는 단계;상기 양자 통신을 실행하지 않기로 결정된 경우, 상기 현재 보관중인 양자 얽힘 쌍의 수 및 질 중 적어도 하나를 개선하기 위한 양자 제어를 실행하는 단계; 및상기 양자 통신의 실행 결과 및 상기 양자 제어의 실행 결과 중 적어도 하나를 포함하는 상기 요청에 대한 반환 데이터를 출력하는 단계;를 포함하는, 방법.

2

제 1 항에 있어서,상기 현재 양자 상태에 기반하여 상기 요청의 실행 여부를 결정하는 단계는,상기 현재 보관중인 양자 얽힘 쌍의 수가 제1문턱값 이상이고, 상기 양자 얽힘 쌍의 질이 제2문턱값 이상인 경우, 상기 요청에 따라 양자 통신을 실행하기로 결정하는 단계;를 포함하는, 방법.

3

제 1 항에 있어서,상기 현재 양자 상태에 기반하여 상기 요청의 실행 여부를 결정하는 단계는,상기 현재 보관중인 양자 얽힘 쌍의 수가 제1문턱값 미만이거나, 상기 양자 얽힘 쌍의 질이 제2문턱값 미만인 경우, 상기 요청에 따른 양자 통신을 실행하지 않도록 결정하는 단계;를 포함하는, 방법.

4

제 3 항에 있어서,상기 양자 제어를 실행하는 단계는,상기 현재 보관중인 양자 얽힘 쌍의 수가 제1문턱값 미만인 경우, 적어도 하나의 새로운 양자 얽힘을 새로이 생성하는 단계;를 포함하는, 방법.

5

제 3 항에 있어서,상기 양자 제어를 실행하는 단계는,상기 현재 보관중인 양자 얽힘 쌍의 질이 제2문턱값 미만인 경우, 현재 보관중인 양자에 대하여 양자 얽힘 순도 강화(purification)을 실행하는 단계;를 포함하는, 방법.

6

제 5 항에 있어서,상기 양자 얽힘 순도 강화를 실행하는 단계는,양자 얽힘을 시간에 따라 순차적으로 생성하고 상기 생성된 양자 얽힘을 소멸시킴으로써 양자 얽힘의 순도를 강화하는 시간적 순도 강화 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.

7

제 5 항에 있어서,상기 양자 얽힘 순도 강화를 실행하는 단계는,적어도 둘 이상의 양자 얽힘을 동시에 생성하고 상기 생성된 양자 얽힘을 소멸시킴으로써 양자 얽힘의 순도를 강화하는 공간적 순도 강화 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.

8

제 5 항에 있어서,상기 양자 얽힘 순도 강화를 실행하는 단계는,서로 다른 둘 이상의 순도 강화 방법 중 하나에 의하여 수행되고,상기 순도 강화 방법은, 현재 보관중인 양자 얽힘 쌍의 수, 상기 요청의 전송 기한, 및 상기 양자 통신 장치가 동시에 수용 가능한 큐비트의 수 중 적어도 하나의 지표에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 방법.

9

제 1 항에 있어서,상기 양자 제어의 실행 결과에 기반하여 상기 현재 양자 상태를 재확인하는 단계;를 더 포함하고,상기 재확인하는 단계는, 상기 요청의 전송 기한이 만료되기 전까지 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.

10

제 1 항에 있어서,상기 요청에 대한 반환 데이터는,상기 요청이 완료되기 위한 예상 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.

11

양자 얽힘에 기반한 양자 통신 장치에 있어서,적어도 하나의 양자 얽힘 쌍을 보관하는 양자 얽힘 보관부;양자 통신 인터페이스부;동적 계획부;양자 통신부; 및양자 제어부;를 포함하고,상기 인터페이스부는, 상기 통신의 전송에 필요한 큐비트의 개수, 전송 기한, 및 전송 주소를 포함하는 양자 통신의 실행에 대한 요청을 수신하고, 상기 요청에 대한 반환 데이터를 출력하도록 구성되고,상기 동적 계획부는, 상기 양자 얽힘 쌍의 수(quantity) 및 질(quality)에 기반하여 상기 요청의 실행 여부를 결정하고, 상기 양자 통신을 실행하기로 결정된 경우, 상기 양자 통신부를 동작시키고, 상기 양자 통신을 실행하지 않기로 결정된 경우, 상기 양자 제어부를 동작시키도록 구성되고,상기 양자 통신부는, 양자 얽힘을 이용한 양자 통신을 실행하도록 구성되고,상기 양자 제어부는, 상기 양자 얽힘 쌍의 수 및 질 중 적어도 하나를 개선하기 위한 양자 제어를 실행하도록 구성되고,상기 반환 데이터는, 상기 양자 통신의 실행 결과 및 상기 양자 제어의 실행 결과 중 적어도 하나를 포함하는 상기 요청에 대한 반환 데이터를 포함하도록 구성되는, 양자 통신 장치.

12

제 11 항에 있어서,상기 동적 계획부는,상기 양자 얽힘 쌍의 수가 제1문턱값 이상이고, 상기 양자 얽힘 쌍의 질이 제2문턱값 이상인 경우, 상기 요청에 따라 양자 통신을 실행하기로 결정하도록 구성되는, 양자 통신 장치.

13

제 11 항에 있어서,상기 동적 계획부는,상기 양자 얽힘 쌍의 수가 제1문턱값 미만이거나, 상기 양자 얽힘 쌍의 질이 제2문턱값 미만인 경우, 상기 요청에 따른 양자 통신을 실행하지 않도록 결정하도록 구성되는, 양자 통신 장치.

14

제 13 항에 있어서,상기 양자 제어부는,상기 양자 얽힘 쌍의 수가 제1문턱값 미만인 경우, 적어도 하나의 새로운 양자 얽힘을 새로이 생성하도록 구성되는, 양자 통신 장치.

15

제 13 항에 있어서,상기 양자 제어부는,상기 현재 보관중인 양자 얽힘 쌍의 질이 제2문턱값 미만인 경우, 현재 보관중인 양자에 대하여 양자 얽힘 순도 강화(purification)을 실행하도록 구성되는, 양자 통신 장치.

16

제 15 항에 있어서,상기 양자 제어부에 의한 상기 양자 얽힘 순도 강화는,양자 얽힘을 시간에 따라 순차적으로 생성하고 상기 생성된 양자 얽힘을 소멸시킴으로써 양자 얽힘의 순도를 강화하는 시간적 순도 강화 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 양자 통신 장치.

17

제 15 항에 있어서,상기 양자 제어부에 의한 상기 양자 얽힘 순도 강화는,적어도 둘 이상의 양자 얽힘을 동시에 생성하고 상기 생성된 양자 얽힘을 소멸시킴으로써 양자 얽힘의 순도를 강화하는 공간적 순도 강화 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 양자 통신 장치.

18

제 15 항에 있어서,상기 양자 제어부에 의한 상기 양자 얽힘 순도 강화는,서로 다른 둘 이상의 순도 강화 방법 중 하나에 의하여 수행되고,상기 순도 강화 방법은, 상기 양자 얽힘 쌍의 수, 상기 요청의 전송 기한, 및 상기 양자 통신 장치가 동시에 수용 가능한 큐비트의 수 중 적어도 하나의 지표에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 양자 통신 장치.

19

제 11 항에 있어서,상기 동적 계획부는,상기 양자 제어부의 동작 결과에 기반하여 상기 양자 얽힘 쌍의 수(quantity) 및 질(quality)을 재확인하여, 상기 재확인의 결과에 기반하여 상기 요청의 실행 여부를 재결정하도록 구성되고, 상기 재확인 및 재결정은 상기 요청의 전송 기한이 만료되기 전까지 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 양자 통신 장치.

20

제 11 항에 있어서,상기 요청에 대한 반환 데이터는,상기 요청이 완료되기 위한 예상 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는, 양자 통신 장치.