🇺🇸 Квантовые вычисления. Квантовые компьютеры. Квантовые коммутаторы. США

Cisco представила универсальный квантовый коммутатор для будущего квантового интернета

Cisco Systems анонсировала исследовательский прототип «универсального квантового коммутатора», способного соединять в единую сеть квантовые компьютеры разных производителей. Устройство работает при комнатной температуре, использует стандартное телекоммуникационное оптоволокно и, по заверениям компании, решает одну из главных проблем квантовой связи: несовместимость систем, кодирующих информацию в разных форматах.

Сегодня квантовые компьютеры создают на разных физических платформах - одни манипулируют ионами в вакууме, другие используют сверхпроводники. Кодирование обеспечивается также по разному, например, за счет поляризации света, временного сдвига импульсов, частоты или пространственного пути фотона.

Системы, работающие с разными системами кодирования, не могли обмениваться данными без потери когерентности, то есть без того, что информация разрушается при попытке ее прочесть или преобразовать.

В основе решения Cisco - конверсионный движок, который способен принять входной квантовый сигнал в любом формате, переводит его в единый внутренний формат для поляризации, а затем на выходе - в формат, понятный принимающей системе. Не совсем уж «в любом», поддерживается поляризация, временное окно, частотное окно и пространственный путь.

Преобразование происходит без прямого измерения, которое бы разрушило квантовое состояние. То есть коммутатор как бы «перекладывает» информацию в реальном времени, не заглядывая в нее. Это считалось невозможным.

Потери при преобразовании (в плане деградации квантовой информации) - не более 4%; скорость переключения - до 1 нс; потребляемая мощность - менее 1 мВт; рабочая температура - комнатная; тип используемого волокна - обычное, применяемое в телекоме.

Зачем нужен конвертор?

Сейчас создаются квантовые компьютеры с сотнями или даже тысячами кубитов, но принципиально интересными считаются системы с миллионами кубитами.

Кто-то будет пытаться построить единый квантовый компьютер, кто-то займется созданием распределенной географически, но работающей как единое целое системы. Это как раз то, что выбрали в Cisco.

Хотя распространение квантовых сетей ожидается не ранее 2030-х годов, прототипы могут быть созданы еще до этого.

Коммутатор может, например, связывать в запутанное состояние несколько квантовых датчиков. И если в такую систему вторгнется злоумышленник или вредоносный ИИ, запутанность датчиков коллапсирует, мгновенно сигнализируя о вторжении.

В Cicso квантовой темой занимаются комплексно, кроме коммутатора компания уже разработала квантовый чип запутывания, который генерирует пары запутанных фотонов, которыми обмениваются узлы связи. По данным компании, ее чип выдает около 200 млн пар фотонов в секунду. Также создан сетевой квантовый компилятор, который распределяет квантовые алгоритмы между несколькими процессорами с тем, чтобы оптимизировать их совместную работу.

Прототип коммутатора уже испытали в полевых условиях, на маршруте Манхэттен-Бруклин протяженностью 17 км.

Как ожидается, за 1-2 года в Cisco завершат процессы валидации и начнут переход от прототипа к коммерческому продукту.

✓ подписаться на канал,
✓ наши новости можно читать также на MForum и в ВК