概述：迈向分布式量子计算
美国当地时间2025年11月20日，科技巨头IBM与网络设备领导者思科（Cisco）宣布了一项战略合作[citation:3][citation:6]。双方计划共同探索和开发网络分布式量子计算，目标是在本世纪30年代初实现一个连接多台大规模、容错量子计算机的网络[citation:1][citation:5][citation:8]。这一合作旨在结合IBM在构建实用量子计算机方面的经验与思科在量子网络创新方面的专长，为2030年代末可能出现的量子计算互联网铺平道路[citation:1]。
合作目标与技术路线图
根据声明，两家公司设定了明确的阶段性目标[citation:10]：
- 五年内：致力于展示首个概念验证网络。该网络将整合多个独立的大型容错量子计算机，使它们能够协同工作，共同处理涉及数万至数十万个量子比特的计算任务[citation:1][citation:6]。
- 2030年底前：完成初步概念验证演示。计划的核心是让位于不同低温环境中的多台独立量子计算机的量子比特实现纠缠[citation:1]。
IBM研究总监兼IBM院士Jay Gambetta表示，该公司的路线图包括在本世纪末前交付大规模容错量子计算机。通过与思科合作探索如何将这些计算机连接成分布式网络，旨在进一步扩展量子计算能力[citation:1]。
思科Outshift部门总经理Vijoy Pandey指出，让量子计算达到实用规模不仅是建造更大的单机，还涉及将它们连接在一起。IBM正以积极的路线图构建量子计算机（Scale-Up），而思科则提供实现横向扩展的量子网络（Scale-Out）。双方将共同解决这个完整的系统问题[citation:1]。
核心技术挑战与解决方案
为了实现量子计算机之间的连接，双方需要攻克一系列软硬件技术难题[citation:5]：
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量子网络单元（QNU）接口：IBM计划构建一个量子网络单元，作为量子处理单元（QPU） 的接口。其关键任务是将QPU中“静止”的量子信息，通过QNU转换为可以传输的“飞行”量子信息，从而通过网络在多个量子计算机之间建立链接[citation:1]。
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新型连接技术与长距离传输：为了连接物理上分离的量子计算机，两家公司需要发明新的连接技术，包括微波-光学换能器及配套的软件栈[citation:1]。此外，为了扩展到连接两台邻近的计算机之外，双方还将探索如何在更长距离（例如建筑物或数据中心之间）传输量子比特，研究光学光子和微波-光学换能器技术[citation:1]。
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量子网络基础设施：思科提出了其量子数据中心愿景，包括完整的硬件与软件栈，旨在保护脆弱的量子态、按需分配纠缠资源、在量子计算机之间实现量子隐形传态，并以亚纳秒级精度同步操作[citation:1]。思科的量子网络致力于按需将纠缠分配给任意配对的QNU，以驱动特定算法所需的量子信息传输[citation:1]。
未来愿景：量子计算互联网
构建分布式可扩展的量子计算网络，将为指数级扩展的计算能力开辟道路[citation:1]。两家公司相信，这种网络可能为2030年代后期的量子计算互联网奠定基础[citation:6]。未来的量子计算互联网可能连接许多分布式量子技术，如量子计算机、量子传感器和量子通信设备，使它们能够远距离共享信息，最终达到城域乃至全球规模[citation:1]。这一愿景可能催生新的应用，例如超安全通信，或对气候、天气和地震活动的精确监测[citation:1]。
作为合作的一部分，IBM与思科还计划共同资助学术研究和协作项目，以推动更广泛的量子生态系统发展[citation:1]。