Cisco представила прототип универсального сетевого коммутатора для квантовых систем

Cisco анонсировала рабочий исследовательский прототип Cisco Universal Quantum Switch, позволяющий соединять квантовые компьютеры от разных производителей, а также квантовые датчики различных типов в единую когерентную сеть. Он работает путём маршрутизации запутанных фотонов с сохранением их квантового состояния. 

Коммутатор преобразует все основные режимы квантовой запутанности и кодирования и работает при комнатной температуре, на телекоммуникационных частотах, по стандартному оптоволоконному кабелю. 

Когда двум квантовым компьютерам, созданным разными компаниями, необходимо совместно использовать квантовое состояние, коммутатор принимает входящий сигнал в любом режиме, в котором он поступает. Затем он внутренне преобразует сигнал в нейтральный общий режим для маршрутизации и отправляет его в режиме, ожидаемом принимающей системой. 

Сложность заключается в том, что считывание квантового сигнала приводит к его коллапсу, а коммутатор Cisco никогда не измеряет квантовое состояние.

В компании отмечают, что для полного объединения центра обработки данных из 1000 узлов методом «точка-точка» потребуется примерно 500 тысяч прямых линий связи. Коммутационный слой устраняет эту сложность и сохраняет целостность тонких квантовых состояний от начала до конца, не требуя физического оптоволокна между каждой парой устройств.

Коммутатор поддерживает четыре основных метода кодирования: поляризационное, временное, частотное и траекторное, и поверх них применяются различные схемы запутанности. 

При этом преобразование модальностей обеспечивает реальную гетерогенность как для квантовых компьютеров, так и для квантовых датчиков. Квантовый процессор на основе нейтральных атомов может взаимодействовать с квантовым процессором на основе захваченных ионов, который, в свою очередь, может взаимодействовать с фотонным или нейтральным атомным датчиком через тот же коммутатор.

В Cisco отметили, что коммутатор обеспечивает минимальные, а также средний показатель производительности, равный или меньше 4%, с сохранением качества запутанности во время маршрутизации.

Между тем команда китайских физиков в 2025 году сообщила об эксперименте на сверхпроводниковом процессоре Zuchongzhi 2, при помощи которого удалось реализовать новый тип устойчивых квантовых состояний. Теоретически они могут стать основой стабильных кубитов.