Quantum computing belooft al heel lang heel veel. De eerste grote quantum computer laat echter nog wel een tijd op zich wachten. Maar wat als we ook al aan de slag kunnen met gedistribueerde systemen van meerdere kleinere computers? Cisco wil dat mogelijk maken met hun nieuwe Quantum Network Entanglement Chip. Ze kondigen deze nieuwe chip vandaag aan en het bedrijf opent ook meteen Cisco Quantum Labs.
In de wereld van conventionele compute is het al een tijdje vrij gangbaar om dit binnen organisaties te verdelen over meerdere locaties, verspreid over datacenters en de cloud. Niet alles hoeft plaats te vinden in een enkele grote server en ook niet alles hoeft on-prem plaats te vinden. Toch denken we bij quantum computers vaak nog erg traditioneel. We hebben het over het aantal qubits in de quantum processor van IBM, Google, Microsoft, et cetera.
Cisco Quantum Network Entanglement Chip
Volgens Vijoy Pandey, SVP voor Outshift bij Cisco, is dit niet meer nodig. Cisco kondigt vandaag de Quantum Network Entanglement Chip aan. Deze chip moet het mogelijk maken om meerdere kleinere quantum computers aan elkaar te koppelen en zo als het ware een grotere te creëren.
Cisco’s Quantum Network Entanglement Chip is een prototype dat het bedrijf heeft ontwikkeld in samenwerking met de University of California Santa Barbara. De chip maakt gebruik van photonics en genereert fotonenparen die in elkaar vervlochten zitten. Vanaf hier wordt het een beetje quantum weird, zoals het hoort bij ontwikkelingen in dit veld. Deze paren maken namelijk instantane (directe) verbindingen mogelijk ongeacht de te overbruggen afstand. Ze maken hierbij gebruik van quantumteleportatie. Pandey haalt in een blogpost op de website van Cisco in dit opzicht Albert Einstein aan, die dit spooky action at a distance noemde.
De exacte details van de nieuwe chip zijn ons nog niet helemaal bekend. Zo zijn 1 miljoen vervlochten paar per outputkanaal mogelijk, waarbij er tot 200 miljoen van die paren per seconde in de chip actief kunnen zijn. Wat dit betekent in prestaties binnen ons huidige referentiekader, is ons niet helemaal duidelijk nog op dit moment.
Verder heeft Pandey het in zijn blogpost over een energieverbruik van minder dan 1 mW voor de Quantum Network Entanglement Chip. Ook nog goed om te weten is dat de chip werkt op kamertemperatuur. Er zijn dus geen speciale omstandigheden nodig op dit vlak om het te laten functioneren. Het is een heel kleine Photonic Integrated Chip (PIC). Dat maakt het in theorie een praktisch toepasbare technologie.
Quantum Network Entanglement Chip biedt meteen meerwaarde
Als we zo eens door de blogpost van Pandey heen lezen, valt het op dat de praktische toepasbaarheid van de Quantum Network Entanglement Chip en de quantumvisie van Cisco in het algemeen sowieso een grote rol speelt. Zo werkt de chip op standaard golflengtes. Dat betekent dat bestaande glasvezelverbindingen ingezet kunnen worden om quantumcomputers aan elkaar te koppelen via de nieuwe chip.
Tussen de regels door lezen we ook dat de communicatie die via de chip verloopt voorzien is van quantumbeveiliging. Dat wil zeggen, het maakt gebruik van het principe dat in de quantumwereld iets verandert als iemand er onderweg naar kijkt of luistert. Hoe het in dit opzicht zit met de afstandsrestricties die tot nu toe golden voor sommige van dit soort technologieën (zoals Quantum Key Distribution), is ons op dit moment niet duidelijk. Er wordt uiteraard gebruikgemaakt van quantumteleportatie, waarbij het concept afstand wellicht anders is dan we gewend zijn. Dus misschien speelt het hier wel helemaal geen belangrijke rol.
Impact in bestaande en nieuwe wereld
Cisco neemt overigens geen halve maatregelen als het gaat om quantum computing. De aankondiging van het prototype van de Quantum Netwerk Entanglement Chip is niet alles wat het vandaag te melden heeft. Het opent ook Cisco Quantum Labs in Santa Monica. Daar werkt het bedrijf al jaren aan de ontwikkeling van de componenten die nodig zijn voor een netwerkstack voor de quantumwereld. Dit is dus meer een formele opening dan dat er daadwerkelijk iets nieuws neergezet wordt op die locatie.
Naast de Quantum Netwerk Entanglement Chip zijn de mensen van Cisco daar aan nog meer onderdelen bezig. Denk hierbij aan de ontwikkeling van protocollen, een quantum computing compiler, een Quantum Network Development Kit en een Quantum Random Number Generator. Daarnaast is men er ook bezig met Post-Quantum Cryptography (PQC)-standaarden. Die zijn van belang om ook klassieke netwerken veilig te houden zodra ook aanvallers gebruik kunnen en gaan maken van quantum computing.
Cisco gaat voor de hele stack
Tot slot is het goed om op te merken dat Cisco niet stopt bij het ontwikkelen van de hardware die nodig is om quantumnetwerken op te tuigen. Het wil overduidelijk de basis worden voor de bredere quantumwereld. Dat wil zeggen, het ontwikkelt prototypes verspreid over de hele stack, van hardware tot software. Daarmee geeft het aan dat het graag het framework wil ontwikkelen waar iedere leverancier en klant die gebruikmaakt van quantumtechnologie gebruik van kan maken. Of dat ook gaat lukken, is afwachten natuurlijk. Het is in ieder geval duidelijk dat er in Cisco Quantum Labs hard aan gewerkt wordt, al zal de rest van de wereld ook niet stilzitten.
Lees ook: Microsoft onthult Majorana 1-chip, een quantum-doorbraak?