A Cisco anunciou um protótipo de switch quântico universal projetado para rotear informações quânticas entre sistemas de diferentes fornecedores, em temperatura ambiente e por meio de fibra óptica padrão. Segundo a empresa, o equipamento opera em frequências usadas em redes de telecomunicações e busca enfrentar uma das barreiras técnicas para a construção de redes quânticas interoperáveis.
O Universal Quantum Switch utiliza um mecanismo de conversão patenteado pela Cisco para traduzir, na entrada e na saída, diferentes modalidades de codificação e entrelaçamento. Em testes de prova de conceito, o protótipo preservou informações quânticas com menos de 4% de degradação na fidelidade da codificação e do emaranhamento. Os resultados completos, informa a companhia, serão publicados em breve, em artigo de pesquisa no ArXiv.
O switch foi desenhado para conectar sistemas quânticos que usam formas diferentes de codificar informação e, por isso, não necessariamente conseguem se comunicar entre si. A tecnologia foi apresentada como parte do programa de redes quânticas full-stack da Cisco.
Fibra óptica e temperatura ambiente
A compatibilidade com a infraestrutura óptica existente é o principal dado de interesse para o setor de telecomunicações. O protótipo opera em frequências padrão de telecomunicações e utiliza fibra óptica já empregada no tráfego de internet.
Além disso, a operação é feita em temperatura ambiente. Muitos componentes usados em computação quântica exigem refrigeração criogênica, o que eleva a complexidade da infraestrutura. No caso anunciado, a companhia afirma que o funcionamento dispensa esse tipo de ambiente especializado.
O equipamento é um protótipo funcional, e a empresa reconhece que as redes quânticas ainda estão em estágio inicial de desenvolvimento, pois não existe uma infraestrutura consolidada para conectar sistemas quânticos de forma ampla.
Interoperabilidade entre sistemas quânticos
A Cisco afirma que computadores quânticos codificam informações de formas diferentes. Entre as modalidades citadas estão polarização, time-bin, frequency-bin e path. Até agora, o switch quântico foi validado experimentalmente com codificação por polarização. O suporte a time-bin e frequency-bin já está incorporado ao desenho do equipamento, mas ainda integra a etapa seguinte de validação.
A interoperabilidade é o segundo eixo técnico. O mecanismo de conversão do switch permite que a modalidade de saída seja igual ou diferente da modalidade de entrada. Com isso, o protótipo foi projetado para conectar sistemas quânticos que não foram originalmente desenvolvidos para se comunicar entre si.
A empresa compara o papel do switch quântico ao dos switches clássicos na internet. Em vez de ligações diretas entre todos os pontos de uma rede, o equipamento faria o roteamento da informação por uma infraestrutura compartilhada. A comparação ajuda a explicar a função do protótipo, mas a aplicação prática em escala ainda depende do avanço das redes quânticas.
Baixa degradação
Na prova de conceito, o Universal Quantum Switch foi testado por pesquisadores da Cisco com uma fonte de entrelaçamento da própria empresa e detectores de fótons únicos também desenvolvidos internamente. Segundo a companhia, os testes demonstraram a possibilidade de rotear e converter informações quânticas sem destruí-las no processo.
Além da degradação inferior a 4% na fidelidade do estado quântico e do entrelaçamento, a Cisco informou que o switch realizou comutação eletro-óptica em escala inferior a nanossegundos, com reconfiguração de conexões em 1 nanossegundo. O consumo informado foi inferior a 1 miliwatt.
O Universal Quantum Switch integra um portfólio de redes quânticas da Cisco que também inclui chip de entrelaçamento para geração de fótons emaranhados e um compilador quântico com inteligência de rede. (Com assessoria de imprensa)
O post Cisco apresenta switch quântico para operar em fibra óptica padrão apareceu primeiro em TeleSíntese.
