美國思科系統公司正式推出了能夠解決量子計算領域擴展性難題的創新網路開關原型機。此次發布不僅僅是硬體層面的改進,更在於實現了保護不同量子電腦之間資訊交換過程中微細量子狀態不被破壞的技術,具有重大意義。業界長期思考的兩種發展方向——一是無限擴大單一設備,二是將多台設備結合為一個龐大系統——思科專注於後者,並被評為掌握加速量子計算商業化的核心鑰匙。
目前,量子電腦已開始作為輔助處理器,用於解決傳統超級電腦難以處理的複雜計算或耗時過長的問題。企業藉此關注於優化問題解決、新材質及新藥開發中的分子結構分析,以及量子抗密技術開發等;研究人員則致力於物理學基礎研究與新演算法開發。然而,若要躍升至實用層級的量子計算,仍面臨必須大幅增加作為基本資訊單位的量子位元(qubit)數量的課題。目前商用化水平僅達數百至數千個,即便未來擴大至數萬個,專家們仍普遍認為,要讓實際產業界感受到性能提升,仍需數百萬個量子位元。
為突破此限制,思科提出的解決方案是將多種量子系統連接到一個整合網路中。如同連接使用不同語言國家的翻譯機,此開關能在室溫下運作,同時具備利用現有通訊廣泛使用的纖維光纜的優勢。透過應用思科的專利基礎轉換技術,轉接各自不同量子技術所使用的輸入與輸出編碼方式,使得即使製造商不同,使用不同方式的量子電腦也能順暢地交換資料。這被評估為不依賴特定硬體方式的通用量子網路化的核心要素,並設計為支援所有主要的光學基礎編碼方式,包括偏振、時間區間、頻率區間及路徑編碼等。
然而,此次設備僅為研究用原型機,尚未正式商用,未來 1 至 2 年將是驗證技術實用性的關鍵時期。思科目前已完成基於偏振方式的系統驗證,但針對時間區間與頻率區間方式的支持將另行推進。在業界標準尚未完全確立的量子計算市場中,這種通用性尤為重要。由於僅針對特定方式所建立的設施隨時間推移恐迅速過時,思科的開關能使研究機構與企業營造能混用客製化設備與通用設備的靈活環境。思科與 IBM 及其他合作夥伴合作,計劃建構包含硬體、軟體及協議在內的完整堆疊,以奠定量子應用程式執行的基礎,展現長遠規劃。