드라이브를 만드는 중 실용적인 양자 컴퓨터연구원들은 양자 컴퓨팅을 보완하고 향상시킬 수 있는 기능을 갖춘 더 크고 더 나은 양자 네트워크를 개발하고 있습니다. 달리 말하면, 장거리에서 많은 큐비트를 안전하게 교환할 수 있는 기능적인 양자 네트워크를 구축하는 것은 양자 컴퓨터 경쟁과는 완전히 별개로 유용한 최종 목표가 될 수 있습니다.
그런 맥락에서 시스코는 출시됨 9월 25일 양자 네트워킹 소프트웨어 시스템. 네트워킹 거대 기업의 기술은 더욱 강력한 기술을 구현하는 데 도움이 될 수 있습니다. 양자 센서, 안전한 위치 확인그리고 양자 강화 이미징 기술—그 중 세 가지만 나열하자면 새로운 비컴퓨팅 애플리케이션 범위 양자 네트워크용.
팀은 하이브리드 목적도 염두에 두고 있다고 말합니다. 라마나 콤펠라부사장 겸 연구 책임자 시스코 캘리포니아주 산호세: 클래식 컴퓨터 및 기존 컴퓨터 네트워크와 함께 작동할 수 있는 양자 네트워크.
Kompella는 “지금까지 기존 컴퓨팅에는 양자 네트워크에 대한 액세스가 없었기 때문에 이것은 우리에게 매우 매력적인 분야입니다.”라고 말합니다. “그러나 양자 네트워크에 액세스할 수 있다면 새로운 기능 측면에서 실제로 무엇을 활성화할 수 있다고 상상해 보십시오.” 케이오펠라에는 대답하다 그 자신의 질문. “우리는 장거리 광섬유 통신에서 도청자를 탐지함으로써 양자 신호의 도움으로 전통적인 네트워킹을 보호할 수 있습니다.”라고 그는 말합니다.
양자 얽힘은 네트워크를 어떻게 보호합니까?
이를 위해 시스템은 민감한 네트워크를 통해 공유되는 양자 신호가 다음을 통해 함께 연결된다는 사실에 의존한다고 Kompella는 말합니다. 양자 얽힘. “우리는 얽힌 광자를 광섬유에 주입합니다.”라고 그는 말합니다. “그리고 공격자가 광섬유를 탭하려고 하면 결국 얽힘을 방해하게 되고 이를 통해 우리는 이를 탐지할 수 있습니다.”
Kompella는 네트워크 거리를 통해 교환되는 얽힘에는 고주파 거래 및 핀테크의 다른 고전적인 컴퓨팅 응용 프로그램이 있으며 “또한 얽힘 기반 네트워크의 도움으로 초정밀 시간 동기화를 구동할 수 있을 것”이라고 덧붙였습니다.
Cisco의 양자 네트워킹 시스템은 다음을 기반으로 구축되었습니다. 실용적인 양자 네트워킹 칩 지난 5월 소개된 이 회사는 기존 광섬유 라인을 이용해 초당 최대 2억 개의 얽힌 광자쌍을 생성하고, 표준 통신 파장.
그러나 Cisco가 최근 도입한 새로운 구성 요소는 소프트웨어입니다. 회사가 현재 출시한 컴파일러를 사용하면 코더가 IBM의 Python 기반 언어로 작성할 수 있습니다. 키스킷 양자 컴퓨터 언어. 그리고 Cisco 컴파일러는 양자 프로세서 간의 연결 최적화 및 오류 수정 전략 미세 조정과 같은 기술적 네트워킹 세부 사항을 처리합니다.
“우리는 물리적 계층의 복잡성을 숨깁니다.”라고 말합니다. 레자 네자바티Cisco의 양자 연구 책임자는 “이를 통해 알고리즘 개발자는 프로세서 수와 프로세서가 서로 연결되어 알고리즘을 최적화하는 방법을 활용할 수 있습니다.”
“컴파일러는 높은 수준의 목표를 취하고 이를 분해한 다음 방정식의 네트워킹 측면을 주도합니다.”라고 Kompella는 덧붙입니다.
로호이광교수 전기 및 컴퓨터 공학 University of Toronto의 연구진은 Cisco가 더 큰 양자 기술 세계에서 과소평가된 부분을 옹호하고 있다고 말합니다.
“투자가 핵심 문제입니다.” Lo가 말했습니다. “양자 컴퓨팅 스타트업에 연간 수십억 달러의 연구 자금이 투자되었지만, 양자 네트워킹 스타트업에 대한 투자는 뒤쳐지고 있습니다.”
에 따르면 로널드 핸슨교수 델프트 공과대학교의 나노과학네덜란드에서는 Cisco의 작업이 다음 단계의 핵심입니다. 하지만 이는 다음 단계일 뿐입니다.
Hanson은 “Cisco가 지금 제시하는 것은 실제로 최초의 것은 아닙니다.”라고 말합니다. “그러나 Cisco가 고전적인 네트워킹 전문 지식 및 강점과 결합하여 양자 네트워크의 여러 가지 다양한 요소를 연구하고 있다는 사실은 진행 상황을 흥미롭게 만들고 양자 네트워킹 산업 전체를 발전시킬 것입니다.”
양자 네트워크를 확장하려면 무엇이 필요합니까?
현재 Cisco 시스템의 가장 큰 한계는 단일 광자가 광섬유 자체에 흡수되기 전에 이동할 수 있는 물리적 거리 제한이라고 Nejabati는 말합니다.
Nejabati는 “우리의 하드웨어 및 소프트웨어 기술을 통해 매우 높은 품질, 고성능 네트워크를 통해 최대 100km까지 이동할 수 있습니다.”라고 말합니다.
Lo는 물리학, 특히 “복제 금지 정리,” 개별 양자 비트는 결코 완벽하게 복제될 수 없다고 명시되어 있어 대규모 양자 네트워크를 실현하기가 특히 까다롭습니다.
Lo는 “가장 큰 과제는 양자 중계기를 구축하는 것”이라고 말했습니다. “광섬유는 손실이 많기 때문에 거리 제한을 극복하려면 양자 중계기가 필요합니다.”
예를 들어 Lo의 그룹은 큐비트의 신호를 다른 개별 광자가 아닌 얽힌 광자 클러스터에 인코딩하는 방법을 연구하고 있습니다. IEEE 스펙트럼 이 방법에 대한 Lo 그룹의 초기 작업을 추적했습니다. 2015년에 그리고 그들의 원리 증명 실험 테스트 2019년에.
반면에 Hanson은 양자 중계기를 만드는 것이 차세대 양자 네트워킹 기술을 향한 유일한 방법은 아니라고 말합니다.
Hanson은 “광자를 공유하는 것만으로는 가장 흥미로운 기술이 아니라고 생각합니다. 왜냐하면 많은 사용 사례가 도달할 수 없는 상태이기 때문입니다.”라고 Hanson은 말합니다. “대신 우리의 목표는 필요에 따라 얽힘을 생성하는 것입니다. 광자 채널을 통한 얽힘 분포를 수명이 긴 양자 메모리와 결합하여 소비될 준비가 된 얽힌 큐비트의 버퍼입니다.”
이러한 방식으로 양자 얽힘은 배터리의 에너지나 하드 드라이브의 테라비트처럼 저장될 수 있으며 네트워크 양쪽 끝의 사용자가 양자 정보를 공유하려고 할 때 활용될 수 있다고 Hanson은 말합니다.
“버퍼 얽힘은 다음을 넘어 흥미로운 응용 범위를 열어줄 것입니다. [quantum cryptography] Hanson은 “이 기술은 진정한 가치를 가져올 것이라고 약속합니다. Cisco가 언제 자사 네트워크에 해당 기술을 적용할지 지켜보는 것은 흥미로울 것입니다.”라고 말합니다.