Cisco je unaprijedio svoje putovanje u kvantne mreže otkrivajući Universal Quantum Switch, radni prototip dizajniran za povezivanje kvantnih sustava različitih dobavljača.
Već neko vrijeme Cisco – s brojnim partnerima – radi na distribuiranim kvantnim mrežama za koje vjeruje da bi mogle postaviti temelje za kvantni računalni internet definiran kvantnim računalima, senzorima i komunikacijom u kasnim 2030-ima.
Objašnjavajući pozadinu lansiranja, Cisco je rekao da su trenutna kvantna računala moćna, ali ograničena, rade na stotinama qubita dok će aplikacije u stvarnom svijetu u zdravstvu, financijskim uslugama i zrakoplovstvu trebati milijune za postizanje nečuvenih brzina i tehnoloških otkrića. Tvrtka vjeruje da su umrežavanje i povezanost ključni za premošćivanje tog jaza. Kvantnu budućnost neće graditi niti jedna tvrtka niti jedna tehnologija. Izgradit će se tako da ih sve povežemo.
Konkretno u vezi s novom tehnologijom, Cisco je sugerirao da bi pokušaj povezivanja milijardi ljudi i desetaka milijardi uređaja izravnim kabelima bio neupravljiv, a da je internet postao moguć jer klasični preklopnici mogu povezati sve te krajnje točke kroz zajedničku, skalabilnu mrežu.
Ipak, s obzirom na to da kvantna računala kodiraju informacije na različite načine, do sada nijedan prekidač nije mogao prihvatiti i prevesti između svih glavnih modaliteta kodiranja bez uništavanja kvantne informacije u procesu.
The Univerzalni kvantni prekidač osmišljen je za rješavanje ovog izazova po prvi put, usmjeravanjem kvantnih informacija dok ih čuva na sobnoj temperaturi, na postojećem telekomunikacijskom vlaknu, s Cisco-patentiranim motorom za pretvorbu koji prevodi između modaliteta kodiranja na ulazu i izlazu.
Kada dva kvantna računala trebaju dijeliti informacije, univerzalni kvantni prekidač radi istu stvar za kvant: prihvaća signal u kojem god modalitetu stigao, prevodi ga na zajednički jezik za usmjeravanje i isporučuje ga u formatu koji je potreban sustavu primanja, bez gubitka kvantnih informacija usput.
Osim toga, tehnologija se smatra ključnom prekretnicom u kvantnom umrežavanju koja se bavi jednom od najosnovnijih prepreka izgradnji kvantne mreže.
Rečeno je da Cisco-patentirani mehanizam za pretvorbu u srcu kvantnog prekidača omogućuje izlaznom modalitetu da odgovara ulazu ili da bude potpuno drugačiji, omogućujući kvantnom prekidaču da se povezuje i prevodi između kvantnih sustava koji nikada nisu bili dizajnirani da međusobno komuniciraju, što je kritična sposobnost za izgradnju kvantnih mreža koje rade preko različitih dobavljača i tehnologija.
Nadalje, dizajniran je za podršku svim glavnim modalitetima kvantnog kodiranja koji se koriste za prijenos informacija. To uključuje: polarizaciju, orijentaciju svjetlosnih valova; vremenski raspored svjetlosnih impulsa (time-bin); frekvencija-bin, boja ili frekvencija svjetla; te fizički ili prostorni put. Do danas je kvantni prekidač eksperimentalno potvrđen polarizacijskim kodiranjem. Podrška za vremenski i frekvencijski bin ugrađena je u dizajn i predstavlja sljedeći korak u Ciscovom stalnom procesu provjere valjanosti.
Eksperimenti s dokazom koncepta – koristeći Ciscov vlastiti izvor isprepletenosti i jednofotonske detektore – navodno su pronašli kvantne informacije sačuvane pretvorbom u preklopniku s manje od 4% degradacije u vjernosti kvantnog stanja i isprepletenosti. To znači održavanje koherencije koju kvantne mreže zahtijevaju za funkcioniranje.
Testovi su također pokazali elektro-optičko prebacivanje ispod nanosekunde, rekonfiguriranje veza za samo jednu nanosekundu, te da je proces energetski učinkovit i troši manje od jednog milivata energije.
Kao radni istraživački prototip, Cisco vidi preklopnik kao dokaznu točku u ubrzavanju svog programa kvantnog umrežavanja s punim nizom. Dizajniran je za usmjeravanje kvantnih informacija između sustava uz njihovo očuvanje, s Cisco-patentiranim motorom za pretvorbu koji prevodi između svih modaliteta kodiranja i isprepletanja na ulazu i izlazu.
“Postizanje ove prekretnice ključan je trenutak za naš kvantni program i dokaz transformativnog potencijala kvantnog umrežavanja”, rekao je Vijoy Pandey, viši potpredsjednik i generalni direktor Outshifta, Cisco nove tehnologije i inkubacijska skupina.
“Dugo smo prepoznali da je povezivanje kvantnih sustava ključ za postizanje istinske skalabilnosti, a sada smo poduzeli kritičan korak prema pretvaranju te vizije u stvarnost. Iako je ovo značajno postignuće, to je samo početak. Put koji je pred nama je dug, ali utjecaj onoga što gradimo – i onoga što tek dolazi – bit će ništa manje nego dubok.”