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 за счет перемещения запутанных фотонов с сохранением их квантового состояния. Коммутатор преобразует все основные режимы квантовой запутанности и кодирования, функционирует при комнатной температуре, использует телекоммуникационные частоты и стандартный оптоволоконный кабель, не требуя криогенного охлаждения или специальной инфраструктуры.
Исследователи и компании уже применяют квантовые компьютеры в качестве дополнительных сопроцессоров для решения конкретных, математически сложных задач, которые недоступны классическим суперкомпьютерам. Одной из ключевых проблем в области квантовых вычислений является масштабирование. Большинство квантовых систем способны взаимодействовать только с теми системами, которые используют идентичный режим кодирования.
Чтобы создать систему с миллионами кубитов, необходимую для достижения научных прорывов, требуется либо разработать более крупные и мощные квантовые компьютеры, либо найти способ соединить несколько квантовых компьютеров, возможно, от разных производителей, аналогично тому, как классические компьютеры объединяются в центрах обработки данных для совместной работы как единое целое.
Источник изображений: Cisco
Cisco выбрала второй подход. Универсальный коммутатор использует запатентованную технологию преобразования, которая на входе и выходе переводит различные режимы кодирования, применяемые в разных квантовых технологиях. Квантовые системы в основном опираются на четыре базовых метода кодирования: поляризационное, временное, частотное и траекторное, а также используют различные схемы запутанности поверх них.
Универсальный квантовый коммутатор Cisco создан для поддержки всех четырех модальностей и динамического переключения между ними, что позволяет системам с разными физическими архитектурами взаимодействовать без изменения их принципов работы. Cisco сообщила, что на данный момент устройство протестировано с поляризацией, которая использует ориентацию фотонов для передачи информации.
По информации издания SiliconANGLE, трансформация модальностей обеспечивает подлинную гетерогенность как для квантовых вычислителей, так и для квантовых сенсоров. Процессор на нейтральных атомах способен обмениваться данными с процессором на захваченных ионах, который, в свою очередь, может соединяться с фотонным датчиком или сенсором на нейтральных атомах через тот же коммутатор. Квантовые центры обработки данных и сети квантовых датчиков, построенные по такому принципу, могут эволюционировать и внедрять новые технологии по мере их возникновения, не будучи привязанными к единому стандарту модальности или архитектуре.
Сегодня квантовая отрасль движется сразу по нескольким траекториям. Разработчики создают разнообразные типы квантовых систем, и пока неясно, какой аппаратный подход и метод кодирования окажется лидирующим, а также какая экосистема станет основной. В связи с этим создание универсального коммутатора имеет решающее значение.
Коммутатор Cisco Universal Quantum Switch спроектирован с учетом реальных условий работы ЦОД и нацелен на встраивание в уже существующую инфраструктуру. За пределами дата-центра, как заявляет Cisco, текущая дальность действия устройства достигает 100 км, хотя утверждается, что со временем расстояние перестанет быть ограничивающим фактором.
Компания подчеркнула, что этот коммутатор является частью масштабной программы Cisco Quantum Labs по построению квантовых сетей, охватывающей все уровни — от чипов и протоколов до приложений. В прошлом году Cisco прототип специализированного сетевого квантового чипа для генерации запутанных фотонов, который позволяет масштабировать квантовые системы, объединяя квантовые процессоры в единую инфраструктуру.
Источник:
