В Cisco Systems продемонстрировали прототип чипа, предназначенного для формирования сетевой инфраструктуры квантовых компьютеров. Объявлено также о создании новой лаборатории Cisco Quantum Labs в Калифорнии для дальнейшего изучения квантовых вычислений.

Новый чип, разработанный вместе с исследователями из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, генерирует, как сообщили в Cisco, пары запутанных фотонов, которые независимо от расстояния мгновенно передают друг другу квантовые состояния посредством квантовой телепортации.

Этот чип, который в Cisco характеризуют как фундаментальный компонент архитектуры центров обработки данных эпохи квантовых вычислений, должен помочь решить проблемы их сетевой инфраструктуры, кардинально отличающиеся от подобных проблем классических дата-центров. Решения на его основе способны объединить множество небольших квантовых компьютеров в масштабируемые дата-центры с миллионами кубитов, делающие квантовые вычисления действительно полезными.

Такие распределенные ЦОДы позволят бороться с трудностями стабилизации кубитов, из-за которых, по данным Cisco и самым оптимистичным прогнозам, можно ожидать к 2030 году появления систем лишь с несколькими тысячами кубитов.

Архитектура масштабируемого квантового дата-центра, согласно Cisco, состоит из трех уровней. Физический содержит специализированное квантовое оборудование; уровень управления запутанностью распределяет квантовые ресурсы; вычислительный распределяет алгоритмы между подключенными к сети процессорами.

Сам же чип, который выполнен как фотонная интегральная схема, может работать при комнатной температуре. Он рассчитан на стандартные для телекоммуникационной отрасли длины волн и, следовательно, — на существующую волоконно-оптическую инфраструктуру. По данным разработчиков, его потребляемая мощность не превышает 1 мВт, а производительность достигает 200 млн запутанных пар фотонов в секунду.

В Cisco утверждают, что предлагаемые решения могут работать с любой квантовой вычислительной технологией и считают, что у нового чипа достаточно широкая область применения в настоящее время. До широкого распространения квантовых компьютеров он может использоваться, к примеру, в системах особо точной временной синхронизации или чрезвычайно защищенной связи.

Эксперты отмечают, что Cisco — очередная из ведущих технологических компаний, которая занялась квантовыми вычислениями. В Google, Microsoft и Amazon уже анонсировали свои чипы, а в Nvidia — создание лаборатории квантовых вычислений.

В Cisco заявляют об отсутствии точных сроков, когда представленный чип начнет приносить доход, но утверждают, что «чип запутывания является первым строительным блоком квантовой сети».

В дальнейших планах компании — разработка архитектуры квантовых сетей с полным стеком компонентов, включающих, в том числе, распределенный компилятор, протоколы запутывания, интеграцию постквантовой криптографии с квантовой телепортацией.