思科展示量子網絡芯片 - asiasworldcity.hk

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如果您希望可以時常見面，歡迎標星收藏哦~來源：本文編譯自路透等，謝謝。思科系統公司週二展示了一款用於將量子計算機聯網的原型芯片，並表示將在加利福尼亞州聖莫尼卡開設一箇新實驗室，以進一步研究量子計算。該芯片採用了與現有網絡芯片相同的部分技術，可以幫助將小型量子計算機連接成更大規模的系統。但思科也相信，在這些計算機成爲主流之前，它將擁有實際應用，例如幫助金融公司同步交易時間或幫助科學家探測隕石。思科 Outshift 創新孵化器高級副總裁維喬伊·潘迪 (Vijoy Pandey) 表示：“有很多用例。你需要同步全球各地所有這些快照的時鐘和時間戳。”思科是最新一家進軍量子計算領域的主流科技公司。Alphabet 旗下的谷歌、微軟和亞馬遜近幾個月都宣佈推出量子計算芯片，英偉達也計劃開設自己的量子計算實驗室。PsiQuantum 等初創公司也在籌集數億美元用於構建系統。在這些公司競相創造越來越多的“量子比特”（量子計算機的基本單位）的同時，思科正致力於將它們連接起來。該公司表示，其與加州大學聖巴巴拉分校研究人員共同開發的芯片，其工作原理是使光子對發生量子糾纏，然後將其中一箇光子對發送到兩臺獨立的量子計算機。思科表示，在短時間內，量子計算機可以利用這些糾纏光子進行即時通信，無論它們相距多遠——這是阿爾伯特·愛因斯坦所說的“幽靈般的遠距離作用”的量子物理現象。Pandey強調，思科目前還沒有該芯片何時產生收入的時間表，並且該芯片只是一箇原型。“要構建量子網絡，你需要的第一個基石就是糾纏芯片，”潘迪說。“這就是它的第一個基石。”思科打造量子網絡架構幾十年來，圍繞量子計算的討論就像家庭駕車度假一樣，後座上的人不斷問“我們到了嗎？”就像那些長途駕駛一樣，答案通常是“還沒有，但很快”，而“很快”在答覆中起着很大的作用。話雖如此，如今圍繞這項技術的氛圍似乎截然不同，似乎每週都在朝着構建實用且容錯的量子系統邁出重要一步。今年冬天，谷歌、亞馬遜網絡服務 (AWS ) 和微軟都推出了量子芯片，在解決關鍵的糾錯難題方面取得了進展。微軟宣稱，其馬約拉納處理器意味着可靠的量子計算只需數年，而不是數十年。Nvidia 正在量子領域展示其人工智能實力，稱自己是該技術的推動者和推動者，而 D-Wave 已開始銷售其退火量子系統——不僅僅是通過其雲服務上的 Advantage 系統提供該技術。成功案例層出不窮。麻省理工學院工程量子系統小組的研究人員本月宣佈了一種名爲“量子耦合器”的新型超導電路，它將使量子處理器能夠以足夠快的速度運行，以便在脆弱的量子比特開始退相干之前進行糾錯。與此同時，谷歌的量子研究人員呼籲業界與學術機構合作，以解決硬件和集成方面的障礙。思科系統公司本週推出了一款量子網絡糾纏芯片，這是與加州大學聖巴巴拉分校共同開發的原型，該供應商的研發部門和孵化器 Outshift 高級副總裁 Vijoy Pandey 表示，這將加速“有影響力的”量子計算應用的到來。與此同時，這家網絡巨頭正在加利福尼亞州聖莫尼卡開設思科量子實驗室。糾纏芯片進一步激發了人們對量子計算最終全面到來時將會是什麼樣子的持續討論。照片中枝形吊燈般的量子系統看起來令人印象深刻，但量子計算很可能以分佈式和雲的方式進行，小型系統通過量子網絡連接起來，從而更容易擴展，就像今天的傳統計算機一樣。思科的 Pandey在一篇博客文章中指出，業界面臨的挑戰是，雖然量子應用需要數百萬個量子比特，但當今的量子系統僅包含數十或數百個量子比特，而許多路線圖顯示，到本世紀末，這一數字將增長到數千個。他寫道：“幾十年前，經典計算也面臨着類似的挑戰，直到我們開始通過網絡基礎設施將更小的節點連接在一起，從而在數據中心和雲計算中創建強大的分佈式系統。正如大型經典單片計算機系統的使用逐漸被淘汰一樣，量子計算的未來也不取決於單一的單片量子計算機。橫向擴展的量子數據中心，即處理器通過專用網絡協同工作，將是切實可行的發展方向。”思科科學家在一份研究論文中寫道，需要量子網絡基礎設施來創建分佈式量子計算環境，並使其能夠更快地擴展到當前和不久的將來系統中相對較少的量子比特數量。他們寫道，這樣的量子數據中心涉及“多箇量子處理單元（QPU）……聯網，從而實現可擴展的分佈式架構，以滿足大規模量子計算的需求”。“最終，這些量子數據中心將構成全球量子網絡或量子互聯網的骨幹，促進全球範圍內的無縫互聯。”量子網絡糾纏芯片是構建該數據中心的基礎。糾纏對量子計算至關重要，因爲它使量子比特對（在思科的案例中是光子）即使相距甚遠也能保持連接，這是傳統比特無法做到的，也使得量子系統比傳統機器強大得多。據思科研究部負責人兼傑出工程師 Ramana Kompella 和量子研究部及量子實驗室負責人 Reza Nejabati 介紹，該芯片原型在硅片平臺上採用 III-V 半導體波導中的自發四波混頻（一種糾纏光子對的過程），每通道每秒可產生超過一百萬個可用的糾纏光子對，或在整個芯片中每秒最多產生兩億個可用的糾纏光子對。該芯片的保真度高達 99%，效率極高，功耗不到 1 毫瓦 (mW)，並且可在室溫下運行，無需專門的冷卻技術，這使得該芯片非常適合現代數據中心。Kompella 和 Nejabati 寫道，研究人員還能夠“在同一芯片上創建糾纏源陣列，用於大規模複用，實現高速率端到端和多用戶量子網絡，使其成爲當今最明亮的芯片級光源”。它還可以與現有的光纖基礎設施集成，使其可在當前環境中使用。糾纏芯片將成爲供應商正在努力打造的整個量子數據中心的核心，其中包含當前經典網絡中發現的新版本，包括交換機和 NIC。他們寫道：“量子網絡需要從根本上在量子力學層面工作的全新組件。構建量子網絡時，我們無法像傳統網絡那樣將信息數字化——我們必須在整個傳輸路徑中保留量子特性。這需要專門的硬件、軟件和協議，這與傳統網絡中的任何技術都不同。”量子開關的設計包括波導，用於在無需測量或觀察的情況下路由量子，這可能會引入噪聲、光、振動或其他環境因素，從而可能瓦解脆弱的量子態。量子網卡（NIC）將與供應商無關，將量子芯片連接到網絡；而分佈式編譯器則負責跨進程劃分量子算法，並調度糾纏的分佈。Pandey 表示，思科正在開發量子網絡堆棧的其他組件，從糾纏分發協議到量子網絡開發套件 (QNDK)。他寫道，硬件和軟件的開發是思科戰略的關鍵部分，使公司能夠了解各個組件如何協同工作以創建網絡環境。Pandey 寫道：“雖然有些公司只專注於一種量子計算技術（超導、離子阱或基於中性原子的系統），但思科正在構建一箇與任何量子計算技術兼容的與供應商無關的框架。”他補充說，這讓供應商能夠了解 Nvidia 如何看待自己——作爲各種量子技術的推動者和推動者，而不是對新興行業有狹隘看法的供應商。https://www.nextplatform.com/2025/05/06/cisco-pulls-together-a-quantum-network-architecture/半導體精品公衆號推薦專注半導體領域更多原創內容關注全球半導體產業動向與趨勢*免責聲明：本文由作者原創。文章內容系作者個人觀點，半導體行業觀察轉載僅爲了傳達一種不同的觀點，不代表半導體行業觀察對該觀點贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯繫半導體行業觀察。今天是《半導體行業觀察》爲您分享的第4026期內容，歡迎關注。『半導體第一垂直媒體』實時專業原創深度公衆號ID：icbank喜歡我們的內容就點“在看”分享給小夥伴哦

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