IBM en Cisco ontwikkelen een netwerk voor gedistribueerd quantumcomputing. De bedrijven willen in 2030 een proof-of-concept demonstreren, waarbij meerdere grootschalige quantumcomputers elkaar versterken.
Het koppelen van quantumcomputers vereist complexe technologie. Qubits uit verschillende quantumcomputers moeten worden verstrengeld terwijl ze in aparte cryogene omgevingen staan. IBM gaat hiervoor een Quantum Networking Unit (QNU) bouwen. Deze eenheid fungeert als interface voor de Quantum Processing Unit (QPU) en zet stationaire quantum-informatie om in “vliegende” quantum-informatie.
Cisco ontwikkelt een quantumnetwerkvisie voor datacenters die entanglement tussen QNU’s distribueert. Het bedrijf werkt aan een softwareprotocol dat netwerken dynamisch herconfigureert, zodat entanglement wordt verdeeld wanneer gedeeltelijke berekeningen klaar zijn. Microwave-optical transducers moeten het transport van quantuminformatie over langere afstanden mogelijk maken.
Samen met Fermi National Accelerator Laboratory via het Superconducting Quantum Materials and Systems Center plant IBM de komende drie jaar een demonstratie van meerdere verbonden QPU’s.
Schaalvergroting vraagt om netwerken
Quantumcomputing staat aan de vooravond van een nieuwe fase. IBM heeft plannen om voor het einde van dit decennium grootschalige, fouttolerante quantumcomputers te leveren. Toch volstaat een enkele quantumcomputer niet voor de meest complexe toepassingen. Jay Gambetta, Director of IBM Research en IBM Fellow, zegt: “Door met Cisco te onderzoeken hoe we meerdere quantumcomputers kunnen koppelen tot een gedistribueerd netwerk, gaan we na hoe we de rekenkracht van quantum verder kunnen opschalen.”
Binnen vijf jaar willen IBM en Cisco een proof-of-concept demonstreren. Dit netwerk moet afzonderlijke quantumcomputers verbinden, zodat ze samen rekenen met tienduizenden tot honderdduizenden qubits. De rekenkracht mag dan potentieel oplopen tot triljoenen quantum gates, de fundamentele bewerkingen die nodig zijn voor doorbraken in optimalisatie, materiaalontwerp en medicijnontwikkeling.
Weg naar een quantum internet
De samenwerking legt de basis voor een quantuminternet dat tegen 2040 werkelijkheid kan worden. Zo’n netwerk zou quantumcomputers, quantumsensoren en quantumcommunicatie over afstanden verbinden. Vijoy Pandey, GM/SVP bij Outshift by Cisco, stelt: “IBM bouwt quantumcomputers met agressieve roadmaps voor opschaling, en wij brengen quantumnetwerken die scale-out mogelijk maken. Samen pakken we dit aan als een compleet systeemprobleem.”
De bedrijven willen ook gezamenlijk academisch onderzoek en projecten financieren om het bredere quantum-ecosysteem vooruit te helpen. IBM en Cisco werken al samen met onderzoeksinstellingen en nationale laboratoria.