Cisco hat mit dem Universal Quantum Switch einen funktionsfähigen Forschungsprototyp zur Vernetzung von Quantencomputern vorgestellt. Er soll die unterschiedlich kodierten Informationen von heterogenen Quantencomputern umwandeln und übertragen. Dies hat Cisco in einem Proof of Concept demonstriert. Damit will Cisco eine zentrale Hürde der Quanteninformatik nehmen: die Skalierung über die Grenzen einzelner noch limitierter Quantensysteme hinaus.
Quanteninformationen ohne Verlust übertragen
Laut Cisco arbeitet der Switch bei Raumtemperatur und nutzt bestehende Lichtwellenleiter, um ein kohärentes Quantennetzwerk zu schaffen. Eine integrierte Konvertierungs-Engine wandelt eingehende Signale in eine gemeinsame Modalität um – unabhängig von Polarisation, Zeit, Frequenz oder räumlichem Pfad. Ohne den Quantenzustand zu messen oder zu verändern, routet der Switch Informationen über verschränkte Photonen unter Beibehaltung ihres Quantenzustands. Das ist entscheidend, denn klassische Switches würden die Quanteninformationen beim Auslesen zerstören.
Im Proof of Concept übertrug der Switch stabil mit einem Leistungsverlust von höchstens 4 Prozent und schaltete im Subnanosekundenbereich um. Die Verschränkungsqualität blieb dabei erhalten. Zur Einordnung: Der Proof of Concept validierte bislang nur die Polarisationskodierung; Unterstützung für Zeit- und Frequenz-Kodierung ist im Design vorgesehen und soll in weiteren Schritten experimentell bestätigt werden. Das ist eine Voraussetzung dafür, dass vernetzte Quantencomputer wie ein einziges System arbeiten.
Hardware-Kompatibilität und Skalierung
Der Universal Quantum Switch unterstützt verschiedene Qubit-Technologien, darunter Ionenfallen, Photonen oder supraleitende Qubits. Das ebnet den Weg für die Zusammenarbeit mit Partnern wie IBM und Atom Computing. Vijoy Pandey, SVP und General Manager von Outshift bei Cisco, betont: „Die Vernetzung ist der Schlüssel zur Skalierbarkeit. Aktuelle Quantencomputer werden in den nächsten drei Jahren auf 1.000 bis einige zehntausend Qubits wachsen – doch Anwendungen in Gesundheit oder Luft- und Raumfahrt benötigen Millionen.“
Der Switch ist Teil eines umfassenden Cisco-Portfolios, zu dem auch ein Quantenchip für verschränkte Photonen und ein netzwerkorientierter Quantum Compiler gehören. Die Entwicklungen stammen aus dem Quantenlabor in Santa Monica; Cisco treibt sie gemeinsam mit IBM, Qunnect und Atom Computing voran. Mehr Informationen hierzu und dem Universal Quantum Switch finden sich in der Ankündigung von Cisco.
(fo)
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