دو شرکت سرشناس، اینترنت کوانتومی را پایه‌گذاری می‌کنند

سیسکو و IBM پروژه‌ی مشترکی برای ساخت شبکه‌ی توزیع‌شده از رایانش کوانتومی آغاز کرده‌اند؛ شبکه‌ای که بتواند پردازنده‌های کوانتومی خطاپذیر را در فواصل طولانی به هم وصل کند. این دو شرکت قصد دارند تا سال ۲۰۳۰ نمونه‌ی مفهومی درهم‌تنیدگی بین دو ماشین را به نمایش بگذارند. درصورت تحقق این هدف، رایانش کوانتومی از مقیاس تک‌دستگاهی به معماری فدره‌ای با توان پردازشی بسیار بزرگ‌تر منتقل خواهد شد.

در طرح سیسکو و آی‌بی‌ام، سخت‌افزار کیوبیت‌های ابررسانای IBM با زیرساخت شبکه‌ی جدید سیسکو ازجمله ترنسدیوسرهای مایکروویو–اپتیک و لایه‌های کنترل شبکه ترکیب می‌شود. این فناوری‌ها امکان انتقال وضعیت‌های کوانتومی را ازطریق لینک‌های فوتونی فراهم می‌کنند؛ انتقالی که برای تشکیل شبکه‌ی کوانتومی واقعی ضروری است.

به‌نوشته‌ی Tomshardware، برای تحقق ایده‌ی اینترنت کوانتومی، IBM و سیسکو ساختار سه‌لایه‌ای شامل ماژول‌های کیوبیت، رابط‌های تبدیل سیگنال و لایه نوری درهم‌تنیدگی طراحی کرده‌اند. سیسکو وظیفه‌ی اتصال محیط‌های کرایوجنیک و اجرای درهم‌تنیدگی میان پردازنده‌ها را با کمک فوتون‌های مشترک یا پروتکل‌های تله‌پورت برعهده دارد. اما بزرگ‌ترین چالش، توسعه‌ی ترنسدیوسری است که بتواند بدون از دست‌رفتن همدوسی، سیگنال‌های مایکروویو را به نور تبدیل کند.

اولین گام عملی پروژه‌ی اینترنت کوانتومی، اتصال دو پردازنده‌ی کوانتومی مستقل است. این آزمایش بررسی می‌کند که آیا درهم‌تنیدگی و همگام‌سازی نرم‌افزاری در عمل قابل‌اتکا هستند یا نه. در صورت موفقیت، شبکه‌های ماژولار کوانتومی شکل می‌گیرند که در آن بارهای کاری میان گره‌های متعدد و کوچک تقسیم می‌شود و درهم‌تنیدگی براساس نیاز هر محاسبه اختصاص می‌یابد.

IBM باور دارد برخی بارهای کاری مانند شبیه‌سازی مواد یا مسائل رمزنگاری به میلیاردها گیت نیاز دارند و اجرای آن‌ها در یک پردازنده ممکن نیست. بنابراین شبکه‌سازی میان QPUها ضرورت دارد. بااین حال، کیفیت ترنسدیوسرها، تصحیح خطای توزیع‌شده و پروتکل‌های شبکه هنوز در مراحل اولیه هستند و رسیدن به کیفیت لازم برای اینترنت کوانتومی نیازمند سال‌ها توسعه است.

در نهایت، چشم‌انداز مشترک IBM و سیسکو یک شبکه‌ی جهانی از پردازنده‌های کوانتومی و لینک‌های فوتونی است که چیزی شبیه اینترنت کوانتومی واقعی را شکل می‌دهد. البته چالش‌های مختلفی در مسیر دستیابی به این فناوری وجود دارد، اما اگر این دو شرکت موفق شوند، معماری رایانش کوانتومی دگرگون خواهد شد و برنامه‌ها دیگر محدود به توان دستگاه منفرد نخواهند بود.