Компания Cisco Systems анонсировала прототип универсального сетевого коммутатора для квантовых систем под названием Cisco Universal Quantum Switch. Это устройство способно объединять квантовые компьютеры от различных производителей, а также разнотипные квантовые датчики в единую когерентную сеть. Принцип его работы основан на перемещении запутанных фотонов с сохранением их квантового состояния. Коммутатор поддерживает все основные режимы квантовой запутанности и кодирования, функционирует при комнатной температуре, использует телекоммуникационные частоты и стандартный оптоволоконный кабель, не требуя криогенного охлаждения или особой инфраструктуры.
На сегодняшний день исследователи и предприятия применяют квантовые компьютеры как вспомогательные сопроцессоры для выполнения специфических, математически сложных задач, недоступных классическим суперкомпьютерам. Одной из ключевых проблем в области квантовых вычислений является масштабирование. Большинство существующих квантовых систем способны взаимодействовать лишь с теми устройствами, которые используют идентичный режим кодирования.
Чтобы создать систему, способную оперировать миллионами кубитов, что необходимо для научных прорывов, требуется либо разработать более мощные и крупные квантовые компьютеры, либо найти способ объединения нескольких квантовых машин, возможно, от разных вендоров, в единую работающую систему — по аналогии с тем, как классические серверы соединяются в центрах обработки данных.
Источник изображений: Cisco
Cisco выбрала второй подход. Универсальный коммутатор оснащён запатентованной системой преобразования, которая на входе и выходе адаптирует различные режимы кодирования, применяемые в разных квантовых технологиях. В квантовых системах в основном используются четыре ключевых метода кодирования: поляризационный, временной, частотный и траекторный, каждый из которых может быть дополнен различными схемами запутанности.
Универсальный квантовый коммутатор от Cisco спроектирован для работы со всеми четырьмя модальностями и автоматически переключается между ними, что позволяет системам с разными физическими архитектурами обмениваться данными без внесения изменений в их функционирование. В Cisco отметили, что на текущем этапе устройство прошло испытания с поляризацией, где информация кодируется через ориентацию фотонов.
Как сообщает ресурс SiliconANGLE, преобразование модальностей обеспечивает подлинную гетерогенность как для квантовых компьютеров, так и для квантовых сенсоров. Например, квантовый процессор, построенный на нейтральных атомах, способен взаимодействовать с процессором на основе захваченных ионов, а тот, в свою очередь, — с фотонным датчиком или сенсором на нейтральных атомах через тот же самый коммутатор. Квантовые центры обработки данных и сети квантовых датчиков, созданные таким образом, могут развиваться и включать новые технологии по мере их появления, не будучи привязанными к единому стандарту модальности или архитектуре.
В настоящий момент квантовая отрасль движется по нескольким траекториям. Разработчики создают разнообразные типы квантовых систем, и пока неясно, какой аппаратный подход и метод кодирования возьмут верх, а также какая экосистема станет лидирующей. Именно поэтому создание универсального коммутатора имеет критическое значение.
Коммутатор Cisco Universal Quantum Switch разрабатывался с учётом реальных условий дата-центров, чтобы его можно было интегрировать в уже существующую инфраструктуру. За пределами ЦОД, по заявлениям Cisco, текущий радиус действия устройства составляет до 100 км, хотя компания утверждает, что в будущем расстояние перестанет быть ограничением.
В Cisco подчеркнули, что этот коммутатор является частью масштабной инициативы Cisco Quantum Labs, направленной на создание квантовых сетей и охватывающей все уровни — от чипов и протоколов до приложений. В прошлом году компания представила прототип специализированного сетевого квантового чипа для генерации запутанных фотонов, который позволяет расширять квантовые системы, объединяя квантовые процессоры в единую инфраструктуру.
Откуда взято: