IBM и Cisco построят крупномасштабную отказоустойчивую сеть квантовых компьютеров
IBM и Cisco заключили соглашение о сотрудничестве в рамках сетевых распределенных квантовых вычислений, которое увидит свет в начале следующего десятилетия. Благодаря соглашению и сочетанию опыта IBM в создании квантовых компьютеров с инновациями Cisco в области квантовых сетей обе компании изучат возможность создания крупномасштабной отказоустойчивой сети квантовых компьютеров.
Кроме того, Cisco и IBM будут сотрудничать, чтобы попытаться решить фундаментальные проблемы, связанные с квантовыми вычислениями в Интернете. Через пять лет обе стороны хотят продемонстрировать первое доказательство концепции вышеупомянутой сети, которая объединит отдельные крупномасштабные отказоустойчивые квантовые компьютеры, что позволит им работать вместе для выполнения вычислений с десятками или сотнями тысяч кубитов.
Эта сеть позволила бы решать проблемы с потенциально миллиардами квантовых вентилей, фундаментальными и необходимыми операциями запутывания для приложений квантового преобразования. Среди этих приложений — задачи массовой оптимизации и разработка сложных материалов и лекарств.
С другой стороны, IBM и Cisco хотят изучить возможность разработки квантового аппаратного и программного обеспечения, которое могло бы физически соединять множество крупномасштабных отказоустойчивых квантовых компьютеров друг с другом с целью создания сети распределенных квантовых вычислений. Для этого они хотят провести демонстрацию концепции в конце 2030 года.
Для достижения этой цели они планируют объединить кубиты нескольких независимых квантовых компьютеров, расположенных в разных криогенных точках. Для этого им придется сначала разработать новые соединения, такие как оптические микроволновые преобразователи, а также пакет вспомогательного программного обеспечения.
Видение Cisco квантового центра обработки данных основано на архитектуре, которая может сделать распределенные квантовые вычисления реальностью в ближайшем будущем. Это видение включает в себя полный пакет аппаратного и программного обеспечения, предназначенный для сохранения (очень хрупких) квантовых состояний, распределения ресурсов запутанности, облегчения телепортации между квантовыми компьютерами и синхронизации операций с точностью до наносекунды.
Чтобы преодолеть связь между двумя отдельными квантовыми компьютерами, даже если они находятся рядом, IBM и Cisco планируют изучить способы передачи кубитов на большие расстояния, например, между зданиями или центрами обработки данных. Для этого обе компании будут работать над использованием оптических фотонных технологий и микроволновых оптических преобразователей. Они также изучат, как включить их в квантовую сеть для передачи информации, когда это необходимо.
С другой стороны, они будут учитывать, что для подключения нескольких квантовых компьютеров потребуется соответствующий интерфейс. IBM планирует создать квантовый сетевой блок (QNU), который будет служить интерфейсом для квантового технологического блока (QPU). Все для преобразования стационарной квантовой информации из QPU в квантовую информацию, передаваемую через QNU, для последующего подключения через сеть к нескольким квантовым компьютерам.
Будущая квантовая сеть Cisco будет нацелена на распределение запутанности между произвольными парами этих QNU по требованию, чтобы обеспечить передачу квантовой информации, необходимой для конкретного квантового алгоритма или приложения. Для достижения этой цели компания разрабатывает высокоскоростную структуру программного протокола, которая может непрерывно и динамически перенастраивать сетевые маршруты. Таким образом, чересстрочные сети можно будет распределить по QNUs, когда их частичные вычисления будут завершены.
Обе компании планируют совместно исследовать, как сетевой мост с новым аппаратным обеспечением и программным обеспечением с открытым исходным кодом может использовать узлы квантовой сети Cisco для соединения множества процессоров QPU в разных центрах обработки данных.
Это позволило бы расширить более крупную квантовую сеть на еще большие расстояния, чтобы заложить основу для будущего Интернета квантовых вычислений. Квантовые компьютеры IBM, подключенные с использованием этой архитектуры, могут облегчить рабочие нагрузки, требующие большой вычислительной мощности.
Создание масштабируемой распределенной сети квантовых вычислений приведет к экспоненциально большому вычислительному пространству. Кроме того, это позволит расширить различные технологии, что может привести к появлению будущего Интернета на основе квантовых вычислений к концу следующего десятилетия.
Интернет квантовых вычислений открывает будущее, в котором многие распределенные квантовые технологии, такие как квантовые компьютеры, квантовые датчики и квантовая связь, будут подключены и обмениваться информацией на расстоянии.
Это видение может способствовать появлению новых возможностей, таких как сверхбезопасная связь или точный мониторинг погоды, погоды и сейсмической активности. IBM и Cisco также планируют совместно финансировать академические и совместные исследовательские проекты для продвижения более широкой квантовой экосистемы.
Редактор: AndreyEx
