Souhrn
Společnosti Cisco a Qunnect demonstrovaly entanglement-swapping na komerční kvantové síti přes 17,6 km nasazené telekomunikační optické vlákno v New Yorku. Tato akce spojila datové centrum se dvěma výzkumnými pracovišti v Brooklynu a Manhattanu na testovací síti GothamQ. Výsledek validuje model spoke-and-hub pro škálování kvantových sítí přes datacentra a odstraňuje potřebu fyzického propojení uzlů sdíleným laserem.
Klíčové body
- První entanglement-swapping na metro-scale fibre s komerčním systémem v reálném prostředí.
- Kombinace hardware při pokojové teplotě od Qunnect a quantum networking software stack od Cisco.
- Nezávislé atomové zdroje entanglementu eliminují potřebu sdíleného master lasera mezi uzly.
- Validace modelu propojení datového centra (hub) s periferními uzly (spokes).
- Potenciál pro ultra-secure linky, quantum-safe architektury a propojení distribuovaných kvantových procesorů.
Podrobnosti
Qunnect, americká firma zaměřená na vývoj škálovatelných kvantových sítí s hardwarem fungujícím při pokojové teplotě, spojila síly s Cisco, tradičním lídrem v síťových technologiích, který poskytl quantum networking software stack. Tento software slouží k řízení a optimalizaci kvantových protokolů v existující infrastruktuře. Demonstrace proběhla na testovací síti GothamQ, která využívá 17,6 km nasazeného telekomunikačního optického vlákna spojujícího Brooklyn a Manhattan.
Entanglement-swapping je klíčový protokol v kvantových sítích: umožňuje prodloužit kvantové provázání (entanglement) z původně propojených dvou uzlů na více uzlů přes intermediární uzel, jako je datové centrum. V praxi to znamená, že entanglement mezi vzdálenými koncovými body lze vytvořit nepřímo, aniž by bylo nutné přímé kvantové spojení. Tento proces je v laboratořích známý, ale v reálném prostředí s ztrátami signálu, šumem a hardwarovou složitostí zůstává výzvou. Současné kvantové sítě často závisí na fyzickém “tetheru” – sdíleném master laseru synchronizujícím všechny uzly –, což omezuje škálovatelnost a mobilitu.
Qunnectův přístup s nezávislými atomovými zdroji entanglementu tento problém řeší: každý uzel generuje svůj vlastní entanglement bez centrálního lasera. Cisco přispělo softwarem pro routování a správu těchto protokolů. Výsledek: datové centrum fungovalo jako hub, který swapoval entanglement mezi dvěma výzkumnými zařízeními. Tento spoke-and-hub model umožňuje centrální datacentrum rozšiřovat kvantovou konektivitu na mnoho periferních uzlů, což je klíčové pro budoucí nasazení.
Demonstrace proběhla za reálných podmínek městské sítě, kde ztráty signálu a environmentální šum komplikovaly provoz. Přesto firmy tvrdí úspěch, i když nezávislé ověření chybí. Qunnect zdůrazňuje, že takové protokoly jsou nezbytné pro routování entanglementu v sítích, což vede k praktickým aplikacím jako distribuované kvantové výpočty.
Proč je to důležité
Tato demonstrace přibližuje kvantové sítě k praktickému nasazení mimo laboratoře, což je předpoklad pro quantum internet a propojení distribuovaných kvantových počítačů. Umožňuje škálování bez fyzických omezení, což posiluje quantum-safe kryptografii proti útokům budoucích kvantových počítačů. Pro průmysl znamená validaci komerčního hardware na existující infrastruktuře nižší náklady na přechod a rychlejší integraci do datacenter. V širším kontextu kvantového ekosystému to urychluje vývoj ultra-secure komunikace pro finance, obranu a výzkum, kde klasické sítě selžou. Kriticky: zatím jde o claim firem, ne peer-reviewed průlom, ale real-world provoz na 17,6 km je významný krok k quantum advantage v sítích.
Zdroj: 📰 ComputerWeekly.com