Cisco versnelt doorbraak quantumcomputing met nieuwe chip

Cisco presenteert vandaag het prototype van een nieuwe quantumnetwerkchip, die het samen met de Universiteit van Californië Santa Barbara (UCSB) heeft ontwikkeld. Quantumnetwerken verbinden meerdere kleine quantumcomputers met elkaar en zullen de basis vormen van het quantuminternet. Dankzij de innovatie kan quantumcomputing binnen een vijftal jaar al doorbreken, in plaats van enkele decennia volgens de meest gangbare voorspellingen. Daarnaast kondigt Cisco ook de opening aan van zijn Cisco Quantum Labs, een nieuw onderzoekscentrum in Santa Monica, waar wetenschappers en ingenieurs zullen werken aan baanbrekende quantumnetwerktechnologieën.

“Net zoals Cisco met zijn netwerkinfrastructuur aan de basis lag van het huidige internet, loopt Cisco Research voorop bij het ontwerp van quantumnetwerken, een fundamentele technologie voor het toekomstige quantuminternet. Met onze aanpak kunnen we het algemene gebruik van impactvolle quantumcomputingtoepassingen versnellen van tientallen jaren naar slechts 5 tot 10 jaar. Quantumcommunicatie en gedistribueerde quantumcomputing zal informatie-uitwisseling en computergebruik als het ware opnieuw uitvinden”, zegt Jan Heijdra, Field CTO Security bij Cisco Nederland.

Volgens hetzelfde principe als cloudcomputing, ligt de toekomst van quantum niet in één monolithische quantumcomputer maar in quantumdatacenters waar processors samenwerken via gespecialiseerde netwerken. De huidige quantumprocessors tellen immers slechts enkele honderden qubits, terwijl quantumtoepassingen er miljoenen nodig hebben. Zelfs de meest ambitieuze roadmaps voor quantumcomputing mikken slechts op enkele duizenden qubits tegen 2030. Cisco’s infrastructuurtechnologie zal gedistribueerde quantumcomputing, quantumdetectie en optimalisatiealgoritmen versnellen.

Cisco’s nieuwe fotonische siliciumchip creëert verstrengelde fotonen met een snelheid van 1 miljoen per seconde en elk paar kan een ogenblikkelijke verbinding tot stand brengen door middel van quantumteleportatie, ongeacht de afstand. Deze fotonen dienen als het quantumequivalent van netwerkverbindingen in het huidige internet – ze zijn de essentiële bron waardoor quantumprocessoren coherent kunnen samenwerken. Het laat experts toe om de ontwikkeling van geneesmiddelen, materiaalwetenschap en complexe logistieke problemen te transformeren.

Omdat Cisco’s quantumchip op standaard telecomgolflengten communiceert en zo kan gebruikmaken van bestaande glasvezelinfrastructuur, kunnen we ook vandaag al voordeel halen uit de technologie – zelfs voordat quantumcomputing overal zijn intrede doet. Financiële bedrijven kunnen gebruikmaken van ultranauwkeurige tijdsynchronisatie bij wereldwijde handelsactiviteiten, zorgorganisaties kunnen vertrouwelijke gegevens beveiligen met quantumbeveiligde communicatie die afluisteren onmiddellijk detecteert en toeleveringsketens kunnen fraudebestendige locatieverificatie implementeren.

“Terwijl sommige bedrijven uitsluitend werken aan één technologie voor quantumcomputing, zoals supergeleidende, ionenval- of neutrale atoomgebaseerde systemen, bouwt Cisco een leveranciersonafhankelijk raamwerk voor elke technologie. Deze aanpak is volledig gestoeld op Cisco’s historische kennis van netwerksystemen. We bouwen een netwerkstructuur waarmee alle quantumcomputingplatforms kunnen groeien”, aldus Heijdra.

Het nieuwe Cisco Quantum Lab in Santa Monica dient als een hub waar onderzoekers kunnen experimenteren met quantumnetwerkoplossingen die zowel theoretische concepten als praktische implementatie overbruggen. Naast de quantumchip werkt het team aan prototypes van andere kritieke componenten voor quantumcomputing, waaronder verstrengelingsdistributieprotocollen, een gedistribueerde quantumcomputercompiler, een Quantum Network Development Kit (QNDK) en een Quantum Random Number Generator (QRNG).

Cisco zal binnenkort andere componenten toevoegen aan zijn roadmap voor quantumdatacenterinfrastructuren. Tegelijkertijd implementeren Cisco-teams Post-Quantum Cryptography (PQC) in het portfolio, volgens de gangbare NIST-standaarden. Dat moet de cyberveiligheid van klassieke netwerken versterken in een post-quantumwereld.