思科推出通用量子交換器 突破編碼轉換技術瓶頸

思科宣佈推出思科通用量子交換器(Cisco Universal Quantum Switch),解決構建量子網絡最根本的障礙之一,為量子網絡發展歷程寫下重要里程碑。作為一款可實際運行的研究原型,該交換器印證了思科全速推進全棧量子網絡計劃下的最新成果。量子電腦編碼資訊的方式各有不同,在此之前尚未有任何交換器能在不破壞量子資訊的前提下,接收並轉換所有主要編碼模式。思科通用量子交換器首次實現在室溫下,透過現有電訊光纖路由傳送量子資訊並保持其完整性,同時藉助思科專利轉換引擎,在輸入與輸出端轉換各種編碼模式。思科高級副總裁兼新興技術與培育業務 Outshift 總經理 Vijoy Pandey 表示,連接量子系統是實現真正可擴展性的關鍵,這項突破性成就將為未來帶來極其深遠的影響。

現時的量子電腦雖然功能強大,但運行規模仍受限於數百個量子位元(qubits)。醫療保健、金融服務和航空航天等實際應用場景,往往需要數百萬個量子位元才能實現前所未有的運算速度與技術。思科深信網絡與連接正是彌補這一差距的關鍵,量子的未來將透過全面連接來實現。思科通用量子交換器為量子網絡實現了如同傳統互聯網交換器的功能,當 2 台量子電腦需要共享資訊時,交換器能接受任何編碼模式的訊號,將其轉換成通用的路由語言,並以接收系統所需的格式傳遞,過程中不會遺失任何量子資訊。該交換器專為支援傳輸資訊的主要量子編碼模式而設,涵蓋偏振、時間區段、頻率區段及路徑。目前系統已通過偏振編碼的實驗驗證,並已內置針對時間及頻率區段的支援。

在概念驗證實驗中,思科研究人員利用自主研發的糾纏源和單光子探測器進行測試。結果顯示,量子資訊在轉換期間保持高度完整,量子態保真度與糾纏度的損耗低於 4%,成功維持量子網絡運作所需的相干性。該交換器同時滿足了極高的交換速度要求,具備亞納秒級電光交換能力,最快可在 1 納秒內重建連接,且功耗低於 1 毫瓦。與許多需要低溫冷卻的量子硬件組件不同,思科通用量子交換器可於室溫下運作,排除了對專業冷卻系統的依賴,大幅降低部署複雜性與成本。更重要的是,它可在標準電訊頻率下運行,透過現有承載互聯網流量的光纖傳輸,讓不同製造商的量子設備能夠互通,打破了單一供應商生態系統的局限。

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