思科发布加速量子网络发展的软件

IT和网络巨头思科宣布推出新型网络应用演示，声称已开发出实现分布式量子计算工作的软件。该公司的量子实验室发布了业界首款专为连接量子计算机设计的软件栈。

突破量子计算规模限制

当前量子计算机仅能达到数百量子位，而大多数实际问题需要数百万量子位。思科表示不再等待“完美机器”，而是通过连接现有计算机来扩展规模，此举号称可将现实世界量子应用加速长达数十年。

核心技术突破

思科强调其发布的独特之处在于：

• 满足处理器间的量子互连需求
• 支持分布式量子纠错
• 现有编译器仅针对单台计算机，而新型编译器可为网络连接的计算机编译电路

新型编译器能够：

• 为异构量子计算技术组成的网络连接计算机编译电路
• 将分区电路分布到整个处理器数据中心
• 通过量子网络连接所有处理器

实际应用价值

企业构建可扩展量子计算基础设施时，可通过此技术：

• 精确规划所需量子节点数量
• 确定最适合算法各部分的计算技术类型

潜在应用场景包括：

• 制药公司：运行单台机器无法处理的复杂药物发现算法
• 金融机构：需要不同类型计算能力的模拟场景
• 研究机构：创新量子算法和计算类型

核心组件：网络感知分布式量子编译器

该发布的核心是网络感知分布式量子编译器，能够：

• 跨多个处理器运行量子算法
• 处理网络范围内的错误校正
• 实现真正的量子网络

三大研究原型

思科量子实验室和Outshift团队开发了三个研究原型：

1. 量子编译器

• 业界首款网络感知分布式量子编译器
• 支持分布式量子纠错
• 使量子算法能在多个网络处理器上运行

2. 量子警报

• 防窃听安全应用演示
• 基于物理保证而非传统软件承诺

3. 量子同步

• 决策协调应用演示
• 利用纠缠实现分布式位置的相关决策

统一量子网络软件栈

所有三个应用程序都在统一的量子网络软件栈上运行，这是使量子计算机协同工作而非单独运行的关键基础设施。

思科采用与经典互联网相同的系统级方法构建量子网络栈，包括：

• 量子网络芯片
• 控制软件（协议和网络控制器）
• 解决量子和经典世界问题的量子网络应用

三层架构能力

新型统一量子网络软件栈包含三个功能层：

应用层

• 量子和经典用例的量子网络应用
• 已发布网络感知分布式量子计算编译器的代码可用性

控制层

• 包含量子网络协议和算法
• 通过南北向API管理量子网络的硬件和软件设备

设备层

• 包含软件开发工具包和物理设备API
• 提供仿真和模拟设备库