量子通信网络作为未来信息安全的重要基础设施，是目前量子信息备受关注的前沿研究领域。基于信息论安全的量子直接通信网络展现出极高的应用潜力，其安全通信效率取决于网络的拓扑结构和通信中继策略。实现大规模量子网络还面临诸多挑战，如协议设计的兼容性、网络部署成本及传输效率的优化等。

       近日，清华大学物理系、北京量子信息科学研究院龙桂鲁教授研究团队提出了一种基于现有光纤网络的混合部署方案，将安全中继器与不可信中继器结合使用，从而增强量子网络的灵活性和安全性。此外，团队构建了一套全新的量子电路交换与分组交换策略，以确保信息在不同网络环境下能高效稳定传输。这一创新设计能够适应多种应用场景，既可建立稳定连接，也支持在无预连接的情况下安全传输信息。

图1 使用量子电路交换和量子分组交换策略实现网络信息传输流程图

       针对量子网络建设的成本问题，研究人员开发了一种针对混合量子直接通信网络的成本估算模型，并提出了启发式优化算法（HCOA）。仿真测试结果表明，该算法能够有效优化资源配置，降低通信成本，为未来量子网络的实际部署提供了重要的理论支持和技术参考。

       该研究成果以“Quantum Communication Network Routing with Circuit and Packet Switching Strategies”为题在线发表于2025年2月20日的IEEE Journal on Selected Areas in Communications期刊上。清华大学物理系博士生孙泽洲和程元滨为共同第一作者，通讯作者为清华大学物理系龙桂鲁教授和北京量子信息科学研究院助理研究员潘栋、张飞昊，参与者包括清华大学物理系阮东教授。该研究得到了国家自然科学基金、广东省重点领域研发计划、清华大学（北京）未来芯片技术高精尖创新中心、清华大学自主科研计划、低维量子物理全国重点实验室的支持。

       文章链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10896573