В Cisco Systems представили прототип универсального квантового коммутатора (Universal Quantum Switch, UQS), который предназначен для организации совместной работы квантовых систем разных производителей, включая IBM, IonQ, Google и Rigetti, поддерживает основные технологии кодирования кубитов, работает при комнатной температуре и использует стандартные оптоволоконные телекоммуникационные кабели.

Создание UQS ускорит появление распределенных сетей на базе квантовых вычислений, позволит эффективно связывать квантовые компьютеры и формировать крупные распределенные квантовые системы, обеспечит переход к масштабному построению квантового интернета, соединению квантовых компьютеров в дата-центрах, к массовому подключению квантовых датчиков через интернет, утверждают в Cisco

Коммутатр UQS работает во многом так же, как современные магистральные коммутаторы интернета, поддерживающие подключения независимо от протоколов и оборудования нижних уровней сети. Когда двум квантовым компьютерам нужно обменяться информацией, UQS преобразует входящий сигнал в единый формат ее представления и маршрутизации, а затем доставляет в нужном для принимающей системы виде без потери квантовой информации, поясняют разработчики.

В экспериментах проверки концепции отмечена небольшая потеря качества при передачах и преобразовании сигналов: коммутатор сохранял квантовую информацию с деградацией менее 4% по параметрам кодирования и верности запутанности (Encoding fidelity).

Это стало возможным благодаря запатентованному модулю преобразования сигналов, при применении которого выходной формат может совпадать с входным или отличаться от него, что позволяет соединять и преобразовывать информацию между квантовыми системами, которые ранее не были рассчитаны на взаимодействие, что, как считают в Cisco, является критически важным для квантовых сетей, «между разными вендорами и технологиями».

В основе нового коммутатора — чип квантовой запутанности, представленный компанией Outshift в мае прошлого года, который генерирует пары запутанных фотонов, способных мгновенно передавать квантовое состояние друг другу независимо от расстояния между ними. Чип генерирует 200 млн запутанных пар в секунду, работает при комнатной температуре, потребляет минимум энергии и предназначен для существующей оптоволоконной инфраструктуры. Поскольку он работает на стандартных телекоммуникационных частотах, не нужно менять имеющееся оборудование, а устройства с этим чипом можно использовать наряду с существующей компьютерной инфраструктурой, сообщили в Cisco.

Квантовый коммутатор уже экспериментально проверен с применением метода поляризационного кодирования. Далее — тестирование с кодированием по временным бинам (Time-bin) и частотным бинам (Frequency-bin), В Cisco намерены продолжить валидацию технологии, чтобы подготовить ее к промышленному использованию.