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import asyncio
import aiohttp
from typing import Dict, List, Any, Optional, Tuple
import logging
from dataclasses import dataclass
from enum import Enum
import hashlib
import random
import time

class QuantumConnectionType(Enum):
    """Types de connexion quantique"""
    BELL_PAIR = "bell_pair"
    GHZ_STATE = "ghz_state"
    CLUSTER_STATE = "cluster_state"
    QUANTUM_INTERNET = "quantum_internet"

class NetworkTopology(Enum):
    """Topologies de réseau quantique"""
    STAR = "star"
    MESH = "mesh"
    RING = "ring"
    HYBRID = "hybrid"
    QUANTUM_FULLY_CONNECTED = "quantum_fully_connected"

@dataclass
class QuantumNode:
    """Nœud du réseau quantique"""
    node_id: str
    location: str
    quantum_resources: Dict[str, Any]
    connection_capacity: int
    entangled_links: List[str]
    latency: float
    status: str = "active"

@dataclass
class QuantumChannel:
    """Canal de communication quantique"""
    channel_id: str
    node_a: str
    node_b: str
    entanglement_fidelity: float
    bandwidth: float
    quantum_memory: bool
    established_at: float

class QuantumNetworkManager:
    """
    Gestionnaire de réseau quantique global
    avec établissement automatique de liens intriqués
    """
    
    def __init__(self):
        self.logger = logging.getLogger("quantum_network")
        self.quantum_nodes: Dict[str, QuantumNode] = {}
        self.quantum_channels: Dict[str, QuantumChannel] = {}
        self.entanglement_pairs: List[Tuple[str, str]] = []
        self.network_topology = NetworkTopology.HYBRID
        self.quantum_routing_table: Dict[str, List[str]] = {}
        
    async def initialize(self):
        """Initialise le réseau quantique"""
        self.logger.info("🌐 Initialisation du réseau quantique...")
        
        try:
            await self._discover_quantum_nodes()
            await self._establish_base_topology()
            await self._calibrate_quantum_links()
            await self._build_routing_table()
            
            self.logger.info("✅ Réseau quantique initialisé")
            return True
            
        except Exception as e:
            self.logger.error(f"❌ Erreur d'initialisation réseau quantique: {e}")
            return False
    
    async def establish_quantum_connection(self, node_a: str, node_b: str, 
                                        connection_type: QuantumConnectionType) -> QuantumChannel:
        """Établit une connexion quantique entre deux nœuds"""
        try:
            if node_a not in self.quantum_nodes or node_b not in self.quantum_nodes:
                raise ValueError("Nœuds quantiques introuvables")
            
            # Vérification de la capacité des nœuds
            if (len(self.quantum_nodes[node_a].entangled_links) >= self.quantum_nodes[node_a].connection_capacity or
                len(self.quantum_nodes[node_b].entangled_links) >= self.quantum_nodes[node_b].connection_capacity):
                raise ValueError("Capacité de connexion dépassée")
            
            # Création du canal quantique
            channel_id = f"qchannel_{hashlib.md5(f'{node_a}{node_b}{time.time()}'.encode()).hexdigest()[:8]}"
            
            quantum_channel = QuantumChannel(
                channel_id=channel_id,
                node_a=node_a,
                node_b=node_b,
                entanglement_fidelity=await self._calculate_entanglement_fidelity(node_a, node_b),
                bandwidth=await self._calculate_quantum_bandwidth(node_a, node_b),
                quantum_memory=True,
                established_at=time.time()
            )
            
            self.quantum_channels[channel_id] = quantum_channel
            
            # Établissement de l'intrication
            await self._establish_quantum_entanglement(node_a, node_b, connection_type)
            
            # Mise à jour des nœuds
            self.quantum_nodes[node_a].entangled_links.append(node_b)
            self.quantum_nodes[node_b].entangled_links.append(node_a)
            
            # Mise à jour de la table de routage
            await self._update_routing_table()
            
            self.logger.info(f"🔗 Connexion quantique établie: {node_a}{node_b} (fidélité: {quantum_channel.entanglement_fidelity:.3f})")
            return quantum_channel
            
        except Exception as e:
            self.logger.error(f"Erreur établissement connexion quantique: {e}")
            raise
    
    async def create_quantum_network_topology(self, topology: NetworkTopology) -> bool:
        """Crée une topologie de réseau quantique spécifique"""
        try:
            self.network_topology = topology
            self.logger.info(f"🕸️ Création de la topologie {topology.value}...")
            
            if topology == NetworkTopology.STAR:
                await self._create_star_topology()
            elif topology == NetworkTopology.MESH:
                await self._create_mesh_topology()
            elif topology == NetworkTopology.RING:
                await self._create_ring_topology()
            elif topology == NetworkTopology.QUANTUM_FULLY_CONNECTED:
                await self._create_fully_connected_topology()
            elif topology == NetworkTopology.HYBRID:
                await self._create_hybrid_topology()
            
            await self._update_routing_table()
            self.logger.info(f"✅ Topologie {topology.value} créée avec {len(self.quantum_channels)} canaux")
            return True
            
        except Exception as e:
            self.logger.error(f"Erreur création topologie: {e}")
            return False
    
    async def quantum_teleport_data(self, data: Any, source_node: str, target_node: str) -> Dict[str, Any]:
        """Téléporte des données via le réseau quantique"""
        try:
            # Vérification de la connexion quantique
            if not await self._check_quantum_connection(source_node, target_node):
                self.logger.info(f"🔗 Établissement de connexion quantique pour téléportation...")
                await self.establish_quantum_connection(source_node, target_node, QuantumConnectionType.BELL_PAIR)
            
            # Préparation de l'état quantique
            quantum_state = await self._encode_data_to_quantum_state(data)
            
            # Téléportation quantique
            teleportation_result = await self._perform_quantum_teleportation(
                quantum_state, source_node, target_node
            )
            
            return {
                "data_teleported": data,
                "source": source_node,
                "target": target_node,
                "success": teleportation_result["success"],
                "fidelity": teleportation_result["fidelity"],
                "teleportation_time": teleportation_result["time"],
                "quantum_channel_used": await self._find_quantum_channel(source_node, target_node)
            }
            
        except Exception as e:
            self.logger.error(f"Erreur téléportation quantique: {e}")
            return {"error": str(e)}
    
    async def distribute_quantum_state(self, quantum_state: Dict[str, Any], 
                                    target_nodes: List[str]) -> Dict[str, Any]:
        """Distribue un état quantique à multiples nœuds"""
        try:
            distribution_results = {}
            
            for node in target_nodes:
                if node not in self.quantum_nodes:
                    self.logger.warning(f"⚠️ Nœud {node} non trouvé, ignoré")
                    continue
                    
                result = await self._distribute_to_node(quantum_state, node)
                distribution_results[node] = result
            
            return {
                "original_state": quantum_state,
                "distribution_results": distribution_results,
                "consistency_check": await self._verify_state_consistency(distribution_results),
                "distribution_efficiency": await self._calculate_distribution_efficiency(distribution_results)
            }
            
        except Exception as e:
            self.logger.error(f"Erreur distribution état quantique: {e}")
            return {"error": str(e)}
    
    async def establish_global_entanglement(self) -> bool:
        """Établit une intrication quantique globale"""
        try:
            node_ids = list(self.quantum_nodes.keys())
            
            if len(node_ids) < 2:
                raise ValueError("Pas assez de nœuds pour l'intrication globale")
            
            self.logger.info(f"🌀 Établissement de l'intrication quantique globale avec {len(node_ids)} nœuds...")
            
            # Création d'un état GHZ global
            await self._create_global_ghz_state(node_ids)
            
            # Vérification de l'intrication globale
            global_entanglement = await self._verify_global_entanglement()
            
            if global_entanglement:
                self.logger.info(f"🌍 Intrication quantique globale établie: {len(node_ids)} nœuds")
            else:
                self.logger.warning("⚠️ Intrication globale partielle seulement")
            
            return global_entanglement
            
        except Exception as e:
            self.logger.error(f"Erreur intrication globale: {e}")
            return False
    
    async def optimize_network_routing(self, data_type: str, priority: str = "latency") -> Dict[str, Any]:
        """Optimise le routage sur le réseau quantique"""
        try:
            routing_strategy = await self._select_routing_strategy(data_type, priority)
            optimized_routes = await self._calculate_optimized_routes(routing_strategy)
            
            return {
                "routing_strategy": routing_strategy,
                "optimized_routes": optimized_routes,
                "estimated_improvement": await self._estimate_routing_improvement(optimized_routes),
                "quantum_advantages": await self._identify_quantum_advantages(optimized_routes),
                "topology_efficiency": await self._calculate_topology_efficiency()
            }
            
        except Exception as e:
            self.logger.error(f"Erreur optimisation routage: {e}")
            return {"error": str(e)}
    
    async def add_quantum_node(self, node_id: str, location: str, resources: Dict[str, Any]) -> bool:
        """Ajoute un nouveau nœud au réseau quantique"""
        try:
            if node_id in self.quantum_nodes:
                self.logger.warning(f"⚠️ Nœud {node_id} existe déjà")
                return False
            
            new_node = QuantumNode(
                node_id=node_id,
                location=location,
                quantum_resources=resources,
                connection_capacity=resources.get("max_connections", 10),
                entangled_links=[],
                latency=resources.get("base_latency", 10.0)
            )
            
            self.quantum_nodes[node_id] = new_node
            
            # Intégration automatique dans la topologie existante
            await self._integrate_new_node(node_id)
            await self._update_routing_table()
            
            self.logger.info(f"🆕 Nœud quantique ajouté: {node_id} à {location}")
            return True
            
        except Exception as e:
            self.logger.error(f"Erreur ajout nœud: {e}")
            return False
    
    async def get_network_statistics(self) -> Dict[str, Any]:
        """Retourne les statistiques du réseau quantique"""
        total_entanglements = sum(len(node.entangled_links) for node in self.quantum_nodes.values()) // 2
        
        return {
            "total_nodes": len(self.quantum_nodes),
            "total_channels": len(self.quantum_channels),
            "total_entanglements": total_entanglements,
            "network_topology": self.network_topology.value,
            "average_fidelity": np.mean([ch.entanglement_fidelity for ch in self.quantum_channels.values()]) if self.quantum_channels else 0,
            "network_coverage": await self._calculate_network_coverage(),
            "quantum_connectivity": await self._calculate_quantum_connectivity()
        }
    
    async def _discover_quantum_nodes(self):
        """Découvre les nœuds quantiques disponibles"""
        self.logger.info("🔍 Découverte des nœuds quantiques...")
        
        # Simulation de découverte de nœuds
        quantum_nodes_data = [
            ("quantum_hub_paris", "Paris, France", {"qubits": 128, "coherence_time": 150.0, "gate_fidelity": 0.998, "max_connections": 20}),
            ("quantum_hub_newyork", "New York, USA", {"qubits": 256, "coherence_time": 120.0, "gate_fidelity": 0.995, "max_connections": 25}),
            ("quantum_hub_tokyo", "Tokyo, Japan", {"qubits": 192, "coherence_time": 140.0, "gate_fidelity": 0.997, "max_connections": 18}),
            ("quantum_hub_sydney", "Sydney, Australia", {"qubits": 96, "coherence_time": 130.0, "gate_fidelity": 0.996, "max_connections": 15}),
            ("quantum_edge_london", "London, UK", {"qubits": 64, "coherence_time": 100.0, "gate_fidelity": 0.992, "max_connections": 12}),
            ("quantum_edge_singapore", "Singapore", {"qubits": 80, "coherence_time": 110.0, "gate_fidelity": 0.994, "max_connections": 10}),
            ("quantum_edge_sao_paulo", "Sao Paulo, Brazil", {"qubits": 72, "coherence_time": 90.0, "gate_fidelity": 0.991, "max_connections": 8})
        ]
        
        for node_id, location, resources in quantum_nodes_data:
            self.quantum_nodes[node_id] = QuantumNode(
                node_id=node_id,
                location=location,
                quantum_resources=resources,
                connection_capacity=resources["max_connections"],
                entangled_links=[],
                latency=random.uniform(5, 50)  # Latence simulée en ms
            )
        
        self.logger.info(f"📡 {len(self.quantum_nodes)} nœuds quantiques découverts")
    
    async def _establish_base_topology(self):
        """Établit la topologie de base"""
        self.logger.info("🕸️ Établissement de la topologie de base...")
        
        # Connexions de base entre hubs principaux pour former un réseau backbone
        hubs = [node_id for node_id in self.quantum_nodes.keys() if "hub" in node_id]
        
        # Création d'un anneau backbone entre les hubs
        for i in range(len(hubs)):
            next_index = (i + 1) % len(hubs)
            await self.establish_quantum_connection(
                hubs[i], hubs[next_index], QuantumConnectionType.BELL_PAIR
            )
    
    async def _calibrate_quantum_links(self):
        """Calibre les liens quantiques"""
        self.logger.info("🎛️ Calibration des liens quantiques...")
        
        for channel_id, channel in self.quantum_channels.items():
            # Simulation de calibration - amélioration de la fidélité
            calibration_improvement = random.uniform(1.02, 1.08)
            calibrated_fidelity = min(0.995, channel.entanglement_fidelity * calibration_improvement)
            self.quantum_channels[channel_id].entanglement_fidelity = calibrated_fidelity
            
        self.logger.info("✅ Calibration des liens quantiques terminée")
    
    async def _build_routing_table(self):
        """Construit la table de routage quantique"""
        self.quantum_routing_table = {}
        
        for node_id in self.quantum_nodes.keys():
            self.quantum_routing_table[node_id] = await self._calculate_routes_from_node(node_id)
    
    async def _calculate_entanglement_fidelity(self, node_a: str, node_b: str) -> float:
        """Calcule la fidélité d'intrication entre deux nœuds"""
        # Facteurs influençant la fidélité
        distance_factor = await self._calculate_distance_factor(node_a, node_b)
        resource_quality = await self._calculate_resource_quality(node_a, node_b)
        environmental_factor = random.uniform(0.95, 0.99)  # Bruit environnemental
        
        base_fidelity = 0.96
        fidelity = base_fidelity * distance_factor * resource_quality * environmental_factor
        
        return min(0.99, fidelity)
    
    async def _calculate_quantum_bandwidth(self, node_a: str, node_b: str) -> float:
        """Calcule la bande passante quantique"""
        # Dépend des ressources des nœuds et de la distance
        node_a_resources = self.quantum_nodes[node_a].quantum_resources
        node_b_resources = self.quantum_nodes[node_b].quantum_resources
        
        min_qubits = min(node_a_resources["qubits"], node_b_resources["qubits"])
        coherence_bottleneck = min(node_a_resources["coherence_time"], node_b_resources["coherence_time"])
        
        # Bande passante en qubits/seconde (simplifié)
        bandwidth = min_qubits * (coherence_bottleneck / 1000.0) * 0.1
        
        return bandwidth
    
    async def _establish_quantum_entanglement(self, node_a: str, node_b: str, connection_type: QuantumConnectionType):
        """Établit l'intrication quantique"""
        if connection_type == QuantumConnectionType.BELL_PAIR:
            await self._create_bell_pair(node_a, node_b)
        elif connection_type == QuantumConnectionType.GHZ_STATE:
            additional_nodes = self._find_additional_nodes(2)  # Besoin de 2 nœuds supplémentaires pour GHZ
            await self._create_ghz_state([node_a, node_b] + additional_nodes)
        elif connection_type == QuantumConnectionType.CLUSTER_STATE:
            await self._create_cluster_state([node_a, node_b])
        elif connection_type == QuantumConnectionType.QUANTUM_INTERNET:
            await self._create_quantum_internet_connection(node_a, node_b)
        
        self.entanglement_pairs.append((node_a, node_b))
        self.logger.debug(f"⚛️ Intrication {connection_type.value} établie: {node_a}{node_b}")
    
    async def _create_star_topology(self):
        """Crée une topologie en étoile"""
        hubs = [node_id for node_id in self.quantum_nodes.keys() if "hub" in node_id]
        edges = [node_id for node_id in self.quantum_nodes.keys() if "edge" in node_id]
        
        if not hubs:
            self.logger.warning("Aucun hub trouvé pour la topologie en étoile")
            return
        
        central_hub = hubs[0]  # Premier hub comme centre
        
        # Connecter tous les autres nœuds au hub central
        for node in hubs[1:] + edges:
            if node != central_hub:
                await self.establish_quantum_connection(central_hub, node, QuantumConnectionType.BELL_PAIR)
    
    async def _create_mesh_topology(self):
        """Crée une topologie maillée"""
        all_nodes = list(self.quantum_nodes.keys())
        
        for i in range(len(all_nodes)):
            for j in range(i + 1, len(all_nodes)):
                # Connecter chaque paire de nœuds
                await self.establish_quantum_connection(
                    all_nodes[i], all_nodes[j], QuantumConnectionType.BELL_PAIR
                )
    
    async def _create_ring_topology(self):
        """Crée une topologie en anneau"""
        all_nodes = list(self.quantum_nodes.keys())
        
        for i in range(len(all_nodes)):
            next_index = (i + 1) % len(all_nodes)
            await self.establish_quantum_connection(
                all_nodes[i], all_nodes[next_index], QuantumConnectionType.BELL_PAIR
            )
    
    async def _create_fully_connected_topology(self):
        """Crée une topologie entièrement connectée"""
        await self._create_mesh_topology()  # Mesh est déjà fully connected
    
    async def _create_hybrid_topology(self):
        """Crée une topologie hybride"""
        # Hubs en mesh, edges connectés aux hubs les plus proches
        hubs = [node_id for node_id in self.quantum_nodes.keys() if "hub" in node_id]
        edges = [node_id for node_id in self.quantum_nodes.keys() if "edge" in node_id]
        
        # Mesh entre hubs
        for i in range(len(hubs)):
            for j in range(i + 1, len(hubs)):
                await self.establish_quantum_connection(hubs[i], hubs[j], QuantumConnectionType.BELL_PAIR)
        
        # Étoile pour les edges
        for edge in edges:
            # Trouver le hub le plus proche (simulé)
            closest_hub = await self._find_closest_hub(edge, hubs)
            if closest_hub:
                await self.establish_quantum_connection(closest_hub, edge, QuantumConnectionType.BELL_PAIR)
    
    async def _check_quantum_connection(self, node_a: str, node_b: str) -> bool:
        """Vérifie si une connexion quantique existe"""
        for channel in self.quantum_channels.values():
            if (channel.node_a == node_a and channel.node_b == node_b) or \
               (channel.node_a == node_b and channel.node_b == node_a):
                return True
        return False
    
    async def _encode_data_to_quantum_state(self, data: Any) -> Dict[str, Any]:
        """Encode des données en état quantique"""
        data_str = str(data)
        data_hash = hashlib.md5(data_str.encode()).hexdigest()
        
        # Simulation d'encodage quantique
        qubits_required = (len(data_str) // 8) + 1
        
        return {
            "encoded_data": data,
            "quantum_representation": f"|ψ_{data_hash[:8]}>",
            "qubits_required": qubits_required,
            "entanglement_pattern": "bell_state_encoding",
            "compression_ratio": len(data_str) / qubits_required
        }
    
    async def _perform_quantum_teleportation(self, quantum_state: Dict[str, Any], 
                                           source: str, target: str) -> Dict[str, Any]:
        """Effectue la téléportation quantique"""
        # Simulation de téléportation quantique
        channel = await self._find_quantum_channel(source, target)
        if not channel:
            return {"success": False, "fidelity": 0.0, "time": 0.0}
        
        # Temps de téléportation proportionnel aux qubits et à la fidélité
        base_time = quantum_state["qubits_required"] * 0.01  # 10ms par qubit
        fidelity_penalty = (1.0 - channel.entanglement_fidelity) * 0.5
        teleportation_time = base_time * (1.0 + fidelity_penalty)
        
        # Probabilité de succès basée sur la fidélité
        success_probability = channel.entanglement_fidelity * 0.95  # 95% de la fidélité
        
        return {
            "success": random.random() < success_probability,
            "fidelity": channel.entanglement_fidelity,
            "time": teleportation_time,
            "resources_used": quantum_state["qubits_required"] * 3  # Qubits de téléportation
        }
    
    async def _distribute_to_node(self, quantum_state: Dict[str, Any], node: str) -> Dict[str, Any]:
        """Distribue un état quantique à un nœud spécifique"""
        # Simulation de distribution
        distribution_time = quantum_state["qubits_required"] * 0.005  # 5ms par qubit
        success_rate = random.uniform(0.85, 0.98)
        
        return {
            "node": node,
            "state_received": random.random() < success_rate,
            "fidelity": random.uniform(0.88, 0.96),
            "distribution_time": distribution_time,
            "verification_passed": random.random() < 0.95,
            "quantum_memory_used": quantum_state["qubits_required"]
        }
    
    async def _verify_state_consistency(self, distribution_results: Dict[str, Any]) -> bool:
        """Vérifie la cohérence des états distribués"""
        successful_distributions = [result for result in distribution_results.values() 
                                  if result.get("state_received", False) and result.get("verification_passed", False)]
        
        # Dans un vrai système quantique, on vérifierait les corrélations quantiques
        consistency_threshold = 0.8  # 80% de distributions réussies
        consistency_ratio = len(successful_distributions) / len(distribution_results) if distribution_results else 0
        
        return consistency_ratio >= consistency_threshold
    
    async def _calculate_distribution_efficiency(self, distribution_results: Dict[str, Any]) -> float:
        """Calcule l'efficacité de la distribution"""
        if not distribution_results:
            return 0.0
        
        total_time = sum(result.get("distribution_time", 0) for result in distribution_results.values())
        successful = sum(1 for result in distribution_results.values() if result.get("state_received", False))
        
        efficiency = (successful / len(distribution_results)) * (1.0 / (total_time + 0.1))  # Éviter division par zéro
        
        return min(1.0, efficiency * 10)  # Normalisation
    
    async def _create_global_ghz_state(self, node_ids: List[str]):
        """Crée un état GHZ global"""
        if len(node_ids) < 3:
            self.logger.warning("GHZ state requires at least 3 nodes")
            return
        
        # Simulation de création d'état GHZ
        # Dans la réalité, cela nécessiterait une synchronisation complexe
        for i in range(len(node_ids)):
            for j in range(i + 1, len(node_ids)):
                # Établir des connexions pour l'état GHZ
                if not await self._check_quantum_connection(node_ids[i], node_ids[j]):
                    await self.establish_quantum_connection(
                        node_ids[i], node_ids[j], QuantumConnectionType.GHZ_STATE
                    )
    
    async def _verify_global_entanglement(self) -> bool:
        """Vérifie l'intrication globale"""
        connected_nodes = set()
        for pair in self.entanglement_pairs:
            connected_nodes.add(pair[0])
            connected_nodes.add(pair[1])
        
        # Vérifier que tous les nœuds sont connectés directement ou indirectement
        return len(connected_nodes) == len(self.quantum_nodes)
    
    async def _select_routing_strategy(self, data_type: str, priority: str) -> str:
        """Sélectionne la stratégie de routage"""
        strategies = {
            "latency": "quantum_shortest_path",
            "reliability": "quantum_redundant_path", 
            "security": "quantum_entangled_path",
            "capacity": "quantum_multipath",
            "efficiency": "quantum_adaptive_routing"
        }
        
        # Adaptation en fonction du type de données
        if "sensitive" in data_type:
            return "quantum_entangled_path"
        elif "bulk" in data_type:
            return "quantum_multipath"
        else:
            return strategies.get(priority, "quantum_adaptive_routing")
    
    async def _calculate_optimized_routes(self, strategy: str) -> Dict[str, List[str]]:
        """Calcule les routes optimisées"""
        routes = {}
        
        for source in self.quantum_nodes.keys():
            for target in self.quantum_nodes.keys():
                if source != target:
                    if strategy == "quantum_shortest_path":
                        route = await self._shortest_path_route(source, target)
                    elif strategy == "quantum_redundant_path":
                        route = await self._redundant_path_route(source, target)
                    elif strategy == "quantum_entangled_path":
                        route = await self._entangled_path_route(source, target)
                    elif strategy == "quantum_multipath":
                        route = await self._multipath_route(source, target)
                    else:  # quantum_adaptive_routing
                        route = await self._adaptive_route(source, target)
                    
                    routes[f"{source}->{target}"] = route
        
        return routes
    
    async def _estimate_routing_improvement(self, optimized_routes: Dict[str, List[str]]) -> float:
        """Estime l'amélioration du routage"""
        # Calculer la métrique d'efficacité moyenne
        total_efficiency = 0
        route_count = 0
        
        for route_path in optimized_routes.values():
            if len(route_path) >= 2:
                efficiency = 1.0 / len(route_path)  # Plus court = plus efficace
                total_efficiency += efficiency
                route_count += 1
        
        avg_efficiency = total_efficiency / route_count if route_count > 0 else 0
        return min(1.0, avg_efficiency * 2)  # Normalisation
    
    async def _identify_quantum_advantages(self, optimized_routes: Dict[str, List[str]]) -> List[str]:
        """Identifie les avantages quantiques"""
        advantages = []
        
        # Vérifier l'utilisation de l'intrication
        entangled_routes = sum(1 for route in optimized_routes.values() 
                              if any(self._is_entangled_pair(route[i], route[i+1]) 
                                   for i in range(len(route)-1)))
        
        if entangled_routes > len(optimized_routes) * 0.3:  # 30% des routes utilisent l'intrication
            advantages.append("entanglement_based_routing")
        
        # Vérifier le multipath
        multipath_routes = sum(1 for route in optimized_routes.values() if len(route) > 2)
        if multipath_routes > len(optimized_routes) * 0.4:  # 40% des routes sont multipath
            advantages.append("quantum_multipath_capability")
        
        # Vérifier la redondance quantique
        if len(self.entanglement_pairs) > len(self.quantum_nodes) * 2:
            advantages.append("quantum_redundancy")
        
        return advantages
    
    async def _calculate_topology_efficiency(self) -> float:
        """Calcule l'efficacité de la topologie"""
        total_possible_connections = len(self.quantum_nodes) * (len(self.quantum_nodes) - 1) // 2
        actual_connections = len(self.quantum_channels)
        
        if total_possible_connections == 0:
            return 0.0
        
        connection_efficiency = actual_connections / total_possible_connections
        
        # Pénalité pour la latence moyenne
        avg_latency = np.mean([node.latency for node in self.quantum_nodes.values()])
        latency_penalty = min(1.0, avg_latency / 100.0)  # Normalisation sur 100ms
        
        return connection_efficiency * (1.0 - latency_penalty)
    
    async def _integrate_new_node(self, new_node_id: str):
        """Intègre un nouveau nœud dans la topologie existante"""
        # Stratégie d'intégration basée sur la topologie actuelle
        if self.network_topology == NetworkTopology.STAR:
            await self._integrate_into_star(new_node_id)
        elif self.network_topology == NetworkTopology.MESH:
            await self._integrate_into_mesh(new_node_id)
        elif self.network_topology == NetworkTopology.RING:
            await self._integrate_into_ring(new_node_id)
        else:  # HYBRID ou autres
            await self._integrate_into_hybrid(new_node_id)
    
    async def _update_routing_table(self):
        """Met à jour la table de routage"""
        self.quantum_routing_table = {}
        for node_id in self.quantum_nodes.keys():
            self.quantum_routing_table[node_id] = await self._calculate_routes_from_node(node_id)
    
    async def _calculate_routes_from_node(self, source: str) -> List[str]:
        """Calcule les routes disponibles depuis un nœud"""
        routes = []
        for target in self.quantum_nodes.keys():
            if source != target:
                route = await self._shortest_path_route(source, target)
                routes.append(route)
        return routes
    
    async def _calculate_network_coverage(self) -> float:
        """Calcule la couverture du réseau"""
        connected_components = await self._find_connected_components()
        largest_component = max(connected_components, key=len) if connected_components else []
        return len(largest_component) / len(self.quantum_nodes) if self.quantum_nodes else 0.0
    
    async def _calculate_quantum_connectivity(self) -> float:
        """Calcule la connectivité quantique"""
        total_possible_entanglements = len(self.quantum_nodes) * (len(self.quantum_nodes) - 1) // 2
        actual_entanglements = len(self.entanglement_pairs)
        
        return actual_entanglements / total_possible_entanglements if total_possible_entanglements > 0 else 0.0
    
    # Méthodes utilitaires (implémentations simplifiées)
    async def _calculate_distance_factor(self, node_a: str, node_b: str) -> float:
        """Calcule le facteur de distance pour la fidélité"""
        # Simulation basée sur la localisation
        locations = {
            "paris": (48.8566, 2.3522),
            "newyork": (40.7128, -74.0060),
            "tokyo": (35.6762, 139.6503),
            "sydney": (-33.8688, 151.2093),
            "london": (51.5074, -0.1278),
            "singapore": (1.3521, 103.8198),
            "sao_paulo": (-23.5505, -46.6333)
        }
        
        # Extraire la ville des node_id
        def extract_city(node_id):
            for city in locations.keys():
                if city in node_id.lower():
                    return city
            return "paris"  # Par défaut
        
        city_a = extract_city(node_a)
        city_b = extract_city(node_b)
        
        if city_a == city_b:
            return 0.98  # Même ville
        
        # Distance simulée (plus la distance est grande, plus la fidélité baisse)
        base_factor = 0.95
        distance_penalty = random.uniform(0.02, 0.08)
        
        return max(0.8, base_factor - distance_penalty)
    
    async def _calculate_resource_quality(self, node_a: str, node_b: str) -> float:
        """Calcule la qualité des ressources"""
        node_a_quality = self.quantum_nodes[node_a].quantum_resources["gate_fidelity"]
        node_b_quality = self.quantum_nodes[node_b].quantum_resources["gate_fidelity"]
        return (node_a_quality + node_b_quality) / 2
    
    async def _find_quantum_channel(self, node_a: str, node_b: str) -> Optional[QuantumChannel]:
        """Trouve le canal quantique entre deux nœuds"""
        for channel in self.quantum_channels.values():
            if (channel.node_a == node_a and channel.node_b == node_b) or \
               (channel.node_a == node_b and channel.node_b == node_a):
                return channel
        return None
    
    def _find_additional_nodes(self, count: int) -> List[str]:
        """Trouve des nœuds supplémentaires pour les états multi-partites"""
        available_nodes = [node for node in self.quantum_nodes.keys() 
                          if len(self.quantum_nodes[node].entangled_links) < self.quantum_nodes[node].connection_capacity - 1]
        return available_nodes[:count]
    
    async def _find_closest_hub(self, edge_node: str, hubs: List[str]) -> Optional[str]:
        """Trouve le hub le plus proche d'un nœud edge"""
        if not hubs:
            return None
        
        # Simulation basée sur la latence
        min_latency = float('inf')
        closest_hub = None
        
        for hub in hubs:
            # Estimation de latence basée sur la localisation
            latency_estimate = self.quantum_nodes[edge_node].latency + self.quantum_nodes[hub].latency
            if latency_estimate < min_latency:
                min_latency = latency_estimate
                closest_hub = hub
        
        return closest_hub
    
    def _is_entangled_pair(self, node_a: str, node_b: str) -> bool:
        """Vérifie si deux nœuds sont intriqués"""
        return (node_a, node_b) in self.entanglement_pairs or (node_b, node_a) in self.entanglement_pairs
    
    async def _find_connected_components(self) -> List[List[str]]:
        """Trouve les composantes connexes du réseau"""
        visited = set()
        components = []
        
        for node in self.quantum_nodes.keys():
            if node not in visited:
                component = await self._bfs_connected_component(node)
                components.append(component)
                visited.update(component)
        
        return components
    
    async def _bfs_connected_component(self, start_node: str) -> List[str]:
        """Trouve la composante connexe par BFS"""
        visited = set()
        queue = [start_node]
        
        while queue:
            node = queue.pop(0)
            if node not in visited:
                visited.add(node)
                # Ajouter les voisins (nœuds connectés)
                for channel in self.quantum_channels.values():
                    if channel.node_a == node and channel.node_b not in visited:
                        queue.append(channel.node_b)
                    elif channel.node_b == node and channel.node_a not in visited:
                        queue.append(channel.node_a)
        
        return list(visited)
    
    # Algorithmes de routage (implémentations simplifiées)
    async def _shortest_path_route(self, source: str, target: str) -> List[str]:
        """Calcule le chemin le plus court"""
        # Implémentation simplifiée du plus court chemin
        if await self._check_quantum_connection(source, target):
            return [source, target]
        
        # Chercher un chemin via un nœud intermédiaire
        for intermediate in self.quantum_nodes.keys():
            if (intermediate != source and intermediate != target and
                await self._check_quantum_connection(source, intermediate) and
                await self._check_quantum_connection(intermediate, target)):
                return [source, intermediate, target]
        
        return [source, target]  # Retourner le chemin direct même s'il n'existe pas
    
    async def _redundant_path_route(self, source: str, target: str) -> List[str]:
        """Calcule un chemin redondant"""
        base_route = await self._shortest_path_route(source, target)
        # Ajouter un chemin alternatif si possible
        return base_route
    
    async def _entangled_path_route(self, source: str, target: str) -> List[str]:
        """Calcule un chemin utilisant l'intrication"""
        route = await self._shortest_path_route(source, target)
        # Marquer les paires intriquées dans le chemin
        return route
    
    async def _multipath_route(self, source: str, target: str) -> List[str]:
        """Calcule un chemin multipath"""
        route = await self._shortest_path_route(source, target)
        # Étendre pour supporter multiple chemins
        return route
    
    async def _adaptive_route(self, source: str, target: str) -> List[str]:
        """Calcule un chemin adaptatif"""
        # Utiliser différentes stratégies selon les conditions
        return await self._shortest_path_route(source, target)
    
    async def _integrate_into_star(self, new_node_id: str):
        """Intègre un nouveau nœud dans une topologie en étoile"""
        hubs = [node_id for node_id in self.quantum_nodes.keys() if "hub" in node_id and node_id != new_node_id]
        if hubs:
            central_hub = hubs[0]  # Premier hub disponible
            await self.establish_quantum_connection(central_hub, new_node_id, QuantumConnectionType.BELL_PAIR)
    
    async def _integrate_into_mesh(self, new_node_id: str):
        """Intègre un nouveau nœud dans une topologie maillée"""
        # Connecter à quelques nœuds existants
        existing_nodes = [node for node in self.quantum_nodes.keys() if node != new_node_id]
        connections_to_make = min(3, len(existing_nodes))  # Maximum 3 connexions
        
        for i in range(connections_to_make):
            if i < len(existing_nodes):
                await self.establish_quantum_connection(new_node_id, existing_nodes[i], QuantumConnectionType.BELL_PAIR)
    
    async def _integrate_into_ring(self, new_node_id: str):
        """Intègre un nouveau nœud dans une topologie en anneau"""
        existing_nodes = [node for node in self.quantum_nodes.keys() if node != new_node_id]
        if len(existing_nodes) >= 2:
            # Insérer dans l'anneau en cassant une connexion et en créant deux nouvelles
            node_a, node_b = existing_nodes[0], existing_nodes[1]
            await self.establish_quantum_connection(new_node_id, node_a, QuantumConnectionType.BELL_PAIR)
            await self.establish_quantum_connection(new_node_id, node_b, QuantumConnectionType.BELL_PAIR)
    
    async def _integrate_into_hybrid(self, new_node_id: str):
        """Intègre un nouveau nœud dans une topologie hybride"""
        if "hub" in new_node_id:
            # Nouveau hub - connecter à d'autres hubs
            hubs = [node for node in self.quantum_nodes.keys() if "hub" in node and node != new_node_id]
            for hub in hubs[:2]:  # Connecter à 2 hubs existants
                await self.establish_quantum_connection(new_node_id, hub, QuantumConnectionType.BELL_PAIR)
        else:
            # Nouveau edge - connecter au hub le plus proche
            hubs = [node for node in self.quantum_nodes.keys() if "hub" in node]
            closest_hub = await self._find_closest_hub(new_node_id, hubs)
            if closest_hub:
                await self.establish_quantum_connection(closest_hub, new_node_id, QuantumConnectionType.BELL_PAIR)
    
    async def _create_bell_pair(self, node_a: str, node_b: str):
        """Crée une paire de Bell"""
        # Simulation de création de paire de Bell
        pass
    
    async def _create_ghz_state(self, nodes: List[str]):
        """Crée un état GHZ"""
        # Simulation de création d'état GHZ
        pass
    
    async def _create_cluster_state(self, nodes: List[str]):
        """Crée un état cluster"""
        # Simulation de création d'état cluster
        pass
    
    async def _create_quantum_internet_connection(self, node_a: str, node_b: str):
        """Crée une connexion quantique de type internet"""
        # Simulation de connexion quantique avancée
        pass

# Import numpy pour les calculs
import numpy as np

# Instance globale du gestionnaire de réseau quantique
quantum_network = QuantumNetworkManager()

async def initialize_quantum_network():
    """Initialise le réseau quantique global"""
    return await quantum_network.initialize()

async def create_quantum_link(node_a: str, node_b: str):
    """Crée un lien quantique entre deux nœuds"""
    return await quantum_network.establish_quantum_connection(
        node_a, node_b, QuantumConnectionType.BELL_PAIR
    )

async def get_network_status():
    """Retourne le statut du réseau quantique"""
    return await quantum_network.get_network_statistics()