На конференции Quantum Summit 2024, недавно проведенной подразделением Cisco Research, представители Cisco уделяли основное внимание исследованиям, проводимым для создания квантовых центров обработки данных.

В этой компании считают, что на современном этапе развития квантовых технологий для построения ЦОДа на их основе целесообразно организовать сетевое взаимодействие значительного числа небольших квантовых компьютеров и систем хранения данных, чтобы предоставлять в качестве услуги их вычислительные ресурсы неограниченному кругу пользователей.

Ранее в Cisco уже заявляли о намерении использовать для совместной работы квантовых компьютеров в таких дата-центрах классические модели локальных сетей и оптоволоконные каналы, а также применять квантовые сети, которые будут передавать кубиты в процессе обработки коммерческих приложений.

Такой подход, согласно Cisco, избавит от безотлагательной необходимости замены имеющейся оптической сетевой инфраструктуры, по крайней мере для сетей распределения квантовой запутанности, и позволит также добавить к ней необходимые средства контроля и управления.

В то же время для квантовых сетей в Cisco разрабатывают собственную коммуникационную структуру QFabric. Она станет ядром квантового коммутатора с неблокируемой передачей запутанных фотонов между любым количеством входных и выходных портов, который поддерживает множество режимов запутанности и обладает сверхнизкими потерями и джиттером.

Разработчики утверждают, что в дополнение к сетевым функциям, QFabric может использоваться для обеспечения квантовой безопасности в сети, к примеру, для масштабируемого распределения ключей.

Они создают платформу, которая позволит сформировать гибридную систему управления ключами и их распределения, объединяющую способную противостоять изощренным атакам постквантовую криптографию со сложными криптографическими алгоритмами (post-quantum cryptography, PQC) и квантовое распределение ключей (quantum key distribution, QKD).

PQC, полагают в Cisco, будет применяться в браузерах, операционных системах и библиотеках, а также может интегрироваться в такие протоколы классической криптографии, как SSL/TLS.

Кроме квантовой коммуникационной инфраструктуры в Cisco разрабатывают программный пакет, поддерживающий наилучший способ запутывания, а также протоколы и алгоритмы маршрутизации, которые встраиваются в стек протоколов, и компилятор Quantum Orchestra. Этот оркестратор сможет, в том числе, оптимизировать схемы взаимодействия квантовых устройств внутри стойки на основе квантовых заданий и сведений о топологии сети.

Большая часть работы, которую в Cisco провели с Quantum Orchestra, связана с моделированием, в процессе которого исследовалась совместимость многопользовательского режима и ряда других функций, включая доставку данных, с передачей информации через несколько квантовых путей. Результаты, как ожидают, будут опубликованы уже в этом году.