Cisco’s Quantum Leap: De decennia naar slechts 5-10 jaar
Cisco heeft een opmerkelijke stap gezet richting de toekomst van kwantumcomputing met de aankondiging van twee belangrijke mijlpalen: de introductie van de Quantum Network Entanglement Chip, een prototype voor kwantumverstrengeling, en de officiële opening van de Cisco Quantum Labs in Santa Monica, Californië—een faciliteit gewijd aan het onderzoek naar kwantumnetwerktechnologieën.
Een duidelijke missie
Het doel is helder: een gedistribueerde kwantumnetwerkinfrastructuur opbouwen, vergelijkbaar met wat Cisco deed met het traditionele internet. Dit zal de verbinding van kwantumprocessoren tussen verschillende locaties mogelijk maken en zo de komst van praktische toepassingen van kwantumcomputing versnellen, van decennia naar slechts 5 tot 10 jaar.
De uitdaging van kwantumschaal
Momenteel bereiken kwantumprocessoren slechts enkele honderden qubits, terwijl voor praktische toepassingen miljoenen qubits nodig zijn. In tegenstelling tot het idee van een enkele monolithische kwantum-supercomputer, stelt Cisco een gedistribueerde architectuur voor: kwantumdatacenters waar meerdere processoren samenwerken via gespecialiseerde kwantumnetwerken.
Net zoals traditionele datacenters knooppunten verbinden om samengestelde rekencapaciteit te creëren, zal kwantumcomputing zich schalen via netwerken die verstrengeling tussen afstandelijke knooppunten mogelijk maken. Hier komt het kwantumnetwerk in beeld.
De revolutie van de kwantumverstrengelingschip
De nieuwe Quantum Network Entanglement Chip, ontwikkeld in samenwerking met de Universiteit van Californië in Santa Barbara, genereert paren van verstrengelde fotonen die kunnen worden gebruikt voor kwantumteleportatie. Dit houdt in dat de kwantumtoestand van een deeltje naar een ander kan worden verzonden, ongeacht de afstand.
Kenmerken van de chip:
Compatibiliteit met bestaande infrastructuur: De chip werkt met standaard telecomgolflengten, waardoor deze de reeds aangelegde glasvezelnetwerken kan gebruiken.
Praktisch ontwerp: De chip opereert op kamertemperatuur en is geminiaturiseerd als een geïntegreerde fotonische chip (PIC).
Hoge energie-efficiëntie: Gebruik van minder dan 1 mW.
- Uitstekende prestaties: Tot 200 miljoen verstrengelde paren per seconde, met 1 miljoen per uitgangskanaal.
Deze eigenschappen maken het een essentieel component voor schalbare en energie-efficiënte kwantumnetwerken.
Cisco Quantum Labs: van laboratorium naar realiteit
Met de opening van de Cisco Quantum Labs markeert het bedrijf een keerpunt in de ontwikkeling van kwantumtechnologie. Het lab werkt niet alleen aan de verstrengelingschip, maar ontwikkelt ook de volledige set tools die nodig zijn voor een functioneel kwantumnetwerk:
- Verstrengelingsdistributieprotocollen.
- Compiler voor gedistribueerde kwantumcomputing.
- Kwantumnetwerk ontwikkelkit (QNDK).
- Kwantumrandomgenerator (QRNG) gebaseerd op kwantumruis.
Dit werk wordt aangevuld door de adoptie van post-kwantumcryptografie (PQC) volgens NIST-normen in de volledige productlijn van Cisco, wat ervoor zorgt dat klassieke netwerken klaar zijn om toekomstige dreigingen te weerstaan.
Een dubbele strategie: kwantumnetwerken voor de kwantum- en klassieke wereld
Cisco’s kwantumstrategie omvat twee richtingen:
Kwantumnetwerken voor de kwantumwereld: Interconnectie van kwantumprocessoren om gedistribueerde computatiemogelijkheden, geavanceerde kwantumdetectie en geoptimaliseerde algoritmen voor complexe problemen zoals geneesmiddelenontwikkeling en simulatie van nieuwe materialen mogelijk te maken.
- Kwantumnetwerken voor de klassieke wereld: Directe voordelen voor bestaande systemen met onafluisterbare communicatie, ultraprecieze synchronisatie, besluitvorming via signalen en veilige locatieverificatie.
Wat Cisco in dit veld onderscheidt, is hun integrale aanpak van hardware + software, waardoor ze een complete tech-stack voor kwantumnetwerken kunnen creëren. Bovendien is hun infrastructuur technologie-agnostisch, compatibel met supergeleiderprocessoren, ionenvallen of neutrale atomen.
De opbouw van een nieuw kwantuminternet
Vergelijkbaar met hoe Cisco ooit het web van het wereldwijde internet heeft opgebouwd, wil het bedrijf nu de creatie van een kwantuminternet leiden, waarbij de basis wordt gelegd voor een nieuw tijdperk van ultra-veilige connectiviteit en gedistribueerde verwerking.
“Kwantumcomputing zal zich niet in isolatie ontwikkelen, maar verbonden,” concludeert Vijoy Pandey, vice-president van Cisco Research. “Kwantumnetwerken zijn de brug tussen theorie en werkelijke bruikbaarheid.”
Bron: Cisco Blogs