IBM与思科点亮量子网络合作

就在这家IT和网络巨头透露其已开发出旨在通过经典用例的网络应用演示来使新网络范式运作的软件几周后，思科宣布与IBM合作，共同构建一个由大规模、容错的量子计算机组成的网络，为网络化分布式量子计算奠定基础，并计划在2030年代初实现。

两家公司相信，分布式量子网络可以为在2030年代末由量子计算机、传感器和通信定义的量子计算互联网奠定基础。

通过结合IBM在构建量子计算机方面的专业知识与思科的量子网络开发工作，两家公司计划探索如何扩展大规模、容错的量子计算机。此外，他们计划努力解决通往量子计算互联网的基本挑战。

在五年内，IBM和思科的目标是展示首个概念验证网络，该网络结合了独立的大规模、容错量子计算机，使它们能够协同工作，运行涉及数万到数十万量子比特的计算。他们相信，这样的网络可以运行可能涉及数万亿量子门的问题，这些量子门是实现变革性量子应用（如大规模优化问题，或复杂材料和药物设计）所需的基本纠缠操作。

两家公司目标是在2030年底前实现首个概念验证演示。为此，他们计划纠缠位于不同低温环境中的多个独立量子计算机的量子比特。两家公司认为，实现这一目标将需要发明新的连接方式，包括微波-光转换器和一个支持性的软件堆栈。

为了扩展到连接两个物理上靠近但分离的量子计算机之外，IBM和思科还计划探索如何在更长的距离（例如建筑物之间或数据中心之间）传输量子比特。为此，两家公司将探索光子和微波-光转换器技术，并研究如何将它们整合到量子网络中，以便根据需要传输量子信息。

两家公司还表示，要连接多个量子计算机，需要一个适当的接口。IBM计划构建一个量子网络单元（QNU），作为量子处理单元（QPU）的接口，其明确任务是将QPU中的静态量子信息转换为“飞行”的量子信息，通过QNU然后通过网络进一步连接可能多个量子计算机。

IBM和思科还打算探索开发量子硬件和软件，以物理方式连接许多大规模、容错的量子计算机，形成网络化分布式量子计算。

IBM研究总监兼IBM院士Jay Gambetta评论此次合作时表示，其路线图包括计划在本十年末之前交付大规模、容错的量子计算机。

“通过与思科合作，探索如何将多个这样的量子计算机连接成一个分布式网络，我们将研究如何进一步扩展量子计算能力。在我们构建未来计算的过程中，我们的愿景将推动量子计算机在更大的高性能计算架构中能够做什么的边界，”Gambetta说。

思科旗下Outshift的总经理兼高级副总裁Vijoy Pandey表示，将量子计算发展到有用的规模不仅仅关乎构建更大的独立机器，也关乎连接它们。

“IBM正在以激进的扩展路线图构建量子计算机，而我们正在带来实现横向扩展的量子网络。我们共同将其作为一个完整的系统问题来解决，包括连接量子计算机的硬件、在其上运行计算的软件以及使其工作的网络智能，”Pandey说。