Cisco випустила "універсальний квантовий комутатор"…… конкуренція у квантових обчисленнях переходить від апаратного забезпечення до мережевої сфери

Сіро системс корпорація ($CSCO) минулого тижня оприлюднила “загальний квантовий комутатор”, який чітко вказує, що ядро розширення квантових обчислень полягає не у продуктивності окремого пристрою, а у “мережі”. Це означає, що квантові комп’ютери більше не залишаються ізольованими експериментальними пристроями, а еволюціонують у взаємопов’язані “квантові мережі”.

Поточна галузь очікує вирішення складних задач, таких як молекулярне моделювання, відкриття нових матеріалів, оптимізація портфелів, масштабне планування, для яких потрібно від 100 тисяч до мільйона логічних квантових біт. Однак, згідно з основним дорожнім картою, навіть до 2030 року реалістично досягти можна лише кількох тисяч, максимум — десятків тисяч на початковому рівні. Через цю різницю галузь спрямовує зусилля у напрямку “розподілених квантових обчислень”, тобто підключення кількох малих процесорів, щоб вони працювали як єдина система, а не залежали від одного надмасивного квантового комп’ютера.

Чому потрібна квантова мережа

Традиційні комп’ютерні мережі лише обмінюються обчислювальними результатами, але у квантовій сфері ситуація інша. Щоб кілька пристроїв працювали як інтегрована система, потрібно передавати самі квантові стани, зберігаючи “заплутаність”. У цьому процесі незамінним є комутатор, здатний змінювати шлях передачі без руйнування квантових властивостей фотонів.

Загальний квантовий комутатор Cisco саме розроблений для цієї ролі. Він призначений для передачі заплутаних фотонів через звичайну оптоволоконну лінію при кімнатній температурі та обробки різних кодувань, зберігаючи квантову інформацію. Особливістю є використання внутрішнього “перетворювача квантового стану”, що запобігає руйнуванню квантового стану.

Крім того, він підтримує основні квантові кодування — поляризацію, часові вікна, частоти, шляхи — і може їх взаємно перетворювати, що дозволяє підключати квантові системи з різними методами у єдину мережу. Це відкриває можливості для спільної роботи пристроїв на основі нейтральних атомів, надпровідників і фотонів на одній інфраструктурі.

Мета Cisco — закласти основу “квантового Інтернету”

Раніше Cisco оприлюднила чіп-джерело заплутаних фотонів, здатне за секунду генерувати близько 200 мільйонів пар заплутаних фотонів. Разом із цим комутатором та програмним стеком для розповсюдження, комутації та квантового телепорту, галузь оцінює, що вже побудовано попередній каркас “випромінювач-мережевий архітектурний-управління”.

У експерименті з партнером Qunnect у Нью-Йорку Cisco продемонструвала швидкість заплутаної комутації через кілька кілометрів, що перевищує рівень сучасних лабораторних досліджень. Це сприймається як сигнал, що квантова мережа вже не є лише теоретичною концепцією, а входить у стадію інтеграції з реальною інфраструктурою зв’язку.

З точки зору ринку важливо, що економічна цінність квантових обчислень може походити не від продажу окремих пристроїв, а від “спільного використання ресурсів”. Як і сучасні компанії використовують хмарні ЦП (CPU) і графічні процесори (GPU) за потребою, у майбутньому квантові ресурси ймовірно також будуть надаватися через мережу у вигляді пакету.

Переваги Cisco

Квантова мережа не є прерогативою лише виробників квантового обладнання. Вона потребує існуючої інфраструктури оптоволоконного зв’язку, Інтернет-протоколів (IP), управлінського програмного забезпечення та систем безпеки. Це і є сильна сторона Cisco.

Через свою організацію Outshift Cisco розробляє цілісну архітектуру, що охоплює квантові чіпи, комутатори, компілятори, оркестрацію, розподілену корекцію помилок і інтеграцію постквантового шифрування. Також Cisco співпрацює з IBM Quantum, Atom Computing та іншими компаніями, що застосовують різні квантові підходи, накопичуючи досвід підключення пристроїв у реальних умовах.

Найважливішим є те, що підтримка роботи при кімнатній температурі та підтримка діапазонів зв’язку дозволяє максимально використовувати існуючу оптоволоконну та оптоволоконну екосистему. Це зменшує залежність від спеціальної інфраструктури (наприклад, окремих низькотемпературних ліній), що знижує бар’єри для телеком-операторів і провайдерів хмарних сервісів.

Що має зробити ІТ-індустрія зараз

У короткостроковій перспективі більшість компаній малоймовірно впровадять квантовий комутатор вже наступного року. Однак у найближчі 3–5 років вибір мережевої архітектури суттєво вплине на здатність до квантової трансформації.

Експерти радять розглядати квантові обчислення як “мережеву послугу від кількох постачальників”, а не як технологію одного. Це означає, що при формуванні стратегії дата-центрів і глобальних мереж потрібно враховувати взаємозв’язки між великими хмарними провайдерами, спеціалізованими квантовими хмарами та локальним обладнанням.

Крім того, у сфері безпеки важливо одночасно враховувати перехід на постквантове шифрування і реагування квантової мережі. Квантові комп’ютери можуть поставити під загрозу існуючі криптографічні системи, але й сама квантова мережа може запропонувати більш міцні моделі безпеки. В кінцевому підсумку, дизайн гібридної структури, що поєднує класичні мережі та квантові лінки, стане ключовою темою.

Цього разу Cisco демонструє, що квантові обчислення вже виходять за межі “фізичних експериментів” і стають інфраструктурною складовою, яку потрібно враховувати у довгострокових ІТ-стратегіях. Перемога у квантову епоху залежатиме не лише від кількості отриманих квантових біт, а й від здатності максимально ефективно з’єднувати ці ресурси.