Kvanttitietokoneiden kehitys on tähän asti ollut yksinkertainen peli, sillä valmistajat ovat keskittyvät lisäämään kubitteja järjestelmiinsä. Nyt peli muuttuu. Cisco yrittää ratkaista alan todellisen pullonkaulan eli sen, miten yksittäiset kvanttikoneet saadaan toimimaan yhdessä.
Yhtiö esitteli uuden tutkimusprototyypin, universaalin kvanttikytkimen, jonka tarkoitus on yhdistää eri teknologioihin perustuvat kvanttikoneet samaan verkkoon. Ajatus muistuttaa internetin syntyä. Yksittäiset järjestelmät eivät skaalaudu loputtomiin, mutta verkottamalla ne voidaan rakentaa jotain paljon suurempaa.
Taustalla on karu realiteetti. Käytännön kvanttilaskenta vaatii yli 100 000 fyysistä kubittia, kun nykyiset koneet liikkuvat vasta 100–1000 kubitin tasolla. Pelkkä “scale up” ei riitä. Cisco haluaa siirtyä malliin, jossa kapasiteetti syntyy verkosta.
Kytkimen tehtävä on poikkeuksellisen vaikea. Sen pitää siirtää kvanttitilaa ilman, että informaatio romahtaa, ja samalla muuntaa eri kvanttiteknologioiden “kieliä” keskenään. Tämä tarkoittaa käytännössä yhteensopivuutta esimerkiksi suprajohtavien, ioniloukku-, neutraaliatomi- ja fotonisten järjestelmien välillä.
Yhtiön mukaan kytkin pystyy tähän alle 4 prosentin häviöllä kvanttitilan fideliteetissä ja noin nanosekunnin kytkentäajalla. Lisäksi se toimii huoneenlämmössä, alle milliwatin teholla ja tavallisessa tietoliikennekuidussa. Nämä ovat kaikki kriittisiä vaatimuksia oikean verkon rakentamiselle.
Kvanttiverkon idea on yksinkertainen mutta radikaali. Yhden kubitin informaatio voidaan siirtää yksittäisessä fotonissa ilman, että sitä koskaan “luetaan”. Näin kvanttitila voidaan jakaa solmujen välillä. Cisco on jo demonstroinut tätä käytännössä New Yorkissa: kolmen solmun verkko yhdistettiin 17,6 kilometrin kuituyhteydellä Brooklynin ja Manhattanin välillä. Testi tehtiin oikeissa olosuhteissa, joissa mukana olivat tärinä, lämpötilavaihtelut ja muut häiriöt.
Mukana ekosysteemissä ovat muun muassa IBM ja Atom Computing, mikä alleviivaa tavoitetta rakentaa kvanttikonevalmistajien suhteen agnostinen kvanttiverkko.
Mielenkiintoista on, että Cisco ei ole vielä keskustellut itse kytkimestä laitevalmistajien kanssa. Sen sijaan verkon protokollista on käyty keskusteluja, ja palaute on ollut yhtiön mukaan vahvaa. Tämä kertoo suunnan muutoksesta. Kvanttiala on pitkään keskittynyt yksittäisten koneiden skaalaamiseen. Nyt fokus siirtyy siihen, miten koneet kytketään toisiinsa.
Autoteollisuuden millimetriaaltotutkaa käytetään ihmisten ja kohteiden havaitsemiseen kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja autonomisen ajamisen (AD) sovelluksissa. Ajoneuvon ulkopuolisen ympäristön valvontaan käytetään tyypillisesti tutkaa, kameroita ja LiDARia. ADAS auttaa kuljettajaa monissa ajotilanteissa, kuten törmäysvaroituksissa, automaattisessa jarrutuksessa ja pysäköintiavustuksessa. Autonomisessa ajamisessa sensoridataa käytetään ajoneuvon ohjaamiseen automaattisesti.
