A Cisco Systems apresentou um protótipo de um switch de rede universal para sistemas quânticos, o Cisco Universal Quantum Switch, que permite a conexão de computadores quânticos de diferentes fabricantes, bem como sensores quânticos de vários tipos, em uma única rede coerente, transportando fótons emaranhados e preservando seu estado quântico. O dispositivo converte todos os principais modos de emaranhamento e codificação quântica e opera em temperatura ambiente, em frequências de telecomunicações, por meio de cabos de fibra óptica padrão, sem a necessidade de ambiente criogênico ou infraestrutura especial.
Pesquisadores e empresas já utilizam computadores quânticos como coprocessadores adicionais para resolver problemas específicos e matematicamente complexos que estão além das capacidades dos supercomputadores clássicos. Um dos desafios mais urgentes da computação quântica é a escalabilidade. A maioria dos sistemas quânticos só consegue interagir com outros sistemas usando o mesmo modo de codificação.
Para atingir os milhões de qubits necessários para viabilizar avanços científicos, precisamos encontrar uma maneira de construir computadores quânticos maiores e mais poderosos ou uma forma de conectar múltiplos computadores quânticos, possivelmente de diferentes fornecedores, de maneira semelhante à conexão de computadores clássicos em um data center, para que funcionem como uma única unidade.
Fonte da imagem: Cisco
A Cisco escolheu o segundo caminho. O switch universal utiliza um sistema de conversão proprietário da Cisco que converte entre os vários modos de codificação usados por diversas tecnologias quânticas na entrada e na saída. Os sistemas quânticos utilizam principalmente quatro métodos de codificação principais: polarização, temporal, frequência e caminho, e empregam diversos esquemas de emaranhamento sobre eles.
O switch quântico universal da Cisco foi projetado para suportar todas as quatro modalidades e alterna dinamicamente entre elas, permitindo que sistemas com diferentes arquiteturas físicas interoperem sem alterar seu funcionamento. A Cisco afirmou que o sistema foi testado com polarização, que utiliza a orientação dos fótons para transmitir informações.
Como observado pela SiliconANGLE, a conversão de modalidade permite verdadeira heterogeneidade tanto para computadores quânticos quanto para sensores quânticos. Um processador quântico baseado em átomos neutros pode se comunicar com um processador quântico baseado em íons aprisionados, que por sua vez pode se comunicar com um sensor fotônico ou um sensor de átomos neutros através do mesmo switch. Data centers quânticos e redes de sensores quânticos construídos dessa forma podem evoluir e integrar novas tecnologias à medida que surgem, sem serem limitados por um único padrão ou arquitetura de modalidade.
Atualmente, a indústria quântica está evoluindo em múltiplas direções. Os fabricantes estão criando vários tipos de sistemas quânticos, e ainda não se sabe qual abordagem de hardware e método de codificação prevalecerão, ou qual ecossistema se tornará dominante. Portanto, a criação de um switch universal é crucial.
O Cisco Universal Quantum Switch foi projetado para condições reais de data center, com o objetivo de se integrar à infraestrutura existente. Fora dos data centers, a Cisco afirma que o alcance atual do switch é de até 100 km, embora afirme que a distância deixará de ser um fator limitante com o tempo.
A empresa observou que o switch faz parte da iniciativa mais ampla do Cisco Quantum Labs para criar redes quânticas, abrangendo todas as camadas — de chips e protocolos a aplicativos. No ano passado, a Cisco apresentou um protótipo de um chip de rede quântica especializado para gerar fótons emaranhados, possibilitando sistemas quânticos escaláveis por meio da combinação de diferentes tecnologias.Processadores quânticos em uma infraestrutura unificada.
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