Ahogy annak idején az internetes infrastruktúra kiépítésében, úgy most a kvantumhálózatok létrehozásában is úttörő szerepet vállalhat a Cisco. A cég célja, hogy a kvantuminternet alapjait megteremtve már az évtized végére lehetővé tegye a gyakorlati kvantumszámítástechnika alkalmazását – olyan áttörésekkel, amelyek másoknál még csak évtizedes távlatban szerepelnek a tervekben.
A vállalat két fontos mérföldkövet jelentett be: bemutatta a saját fejlesztésű kvantum összefonódási chip prototípusát, illetve hivatalosan is megnyitotta a Santa Monicában működő Cisco Quantum Labs kutatóközpontot. Az új chip képes kvantumprocesszorokat összekötni és méretezhető kvantumhálózatokat alkotni, míg a kutatólabor a jövő kvantumtechnológiáinak otthona lesz.
A kvantumszámítógépek jelenleg néhány száz kvantumbittel működnek, de az igazán hasznos alkalmazásokhoz több millió kvantumbitre lenne szükség. Ez a cél jelenleg szinte elérhetetlennek tűnik – hacsak nem építünk ki egy olyan elosztott infrastruktúrát, amellyel több kisebb kvantumprocesszor működhet együtt, hasonlóan a klasszikus adatközpontok fejlődéséhez. A Cisco éppen ezen dolgozik: az általuk fejlesztett hálózati infrastruktúra lehetővé teszi a kvantumrendszerek skálázását, ezzel felgyorsítva az egész szektor előrehaladását.
A kulcsfontosságú fejlesztés a Cisco kvantum összefonódási chipje, amely képes összefonódott fotonpárokat generálni, így kvantumteleportáción keresztül távolságtól független kapcsolatot teremt kvantumeszközök között, amit Einstein is „hátborzongató távolba ható kölcsönhatásként” emlegetett.
A chip három fő előnye: kompatibilis a meglévő optikai infrastruktúrával, szobahőmérsékleten működik, és rendkívül energiatakarékos – kevesebb mint 1 mW-ot fogyaszt. Teljesítmény szempontjából is figyelemre méltó: akár 200 millió entanglement pár generálására képes másodpercenként.
A Cisco Quantum Labs egy olyan kísérleti központ, ahol a kutatók már most is fejlesztik a kvantumhálózati technológiák teljes ökoszisztémáját. Az entanglement chip mellett dolgoznak kvantumprotokollokon, egy elosztott kvantum fordítóprogramon, egy fejlesztőkészleten (QNDK), valamint kvantumalapú véletlenszám-generátoron is. Ezek a komponensek együtt alkotják majd azt a kvantum adatközpont-infrastruktúrát, amelyre a jövő épülhet.
A Cisco párhuzamosan dolgozik a post-kvantum kriptográfiai (PQC) szabványok bevezetésén is, hogy a hagyományos hálózatokat is felkészítse a kvantumutáni korszakra.
A vállalat kvantumstratégiája két irányon halad: egyrészt építi azokat az összekötő hálózatokat, amelyek lehetővé teszik az elosztott kvantumfeldolgozást – ezzel elősegítve például az új gyógyszerek felfedezését vagy az anyagtudomány fejlődését. Másrészt a kvantumhálózat elvei már ma is hasznosíthatók a klasszikus rendszerekben: például lehallgathatatlan kommunikációra, precíz időszinkronizálásra vagy helymeghatározásra.
A Cisco hardver- és szoftverfejlesztése párhuzamosan zajlik, így egyedülálló rálátást nyernek arra, hogyan működik együtt a két világ. Míg más cégek egy-egy kvantumtechnológiára specializálódnak, a Cisco egy univerzális, gyártófüggetlen hálózati réteget épít, amely bármilyen kvantumprocesszorral képes együttműködni – akárcsak annak idején az internet kialakulásakor.
