Cisco, presenta públicamente el prototipo de "interruptor cuántico universal"… fomentando la conexión entre diferentes computadoras cuánticas

Cisco Systems ($CSCO) anunció recientemente un prototipo de conmutador de red que puede transmitir información cuántica entre diferentes computadoras cuánticas, manteniendo su “estado cuántico”. Este movimiento busca resolver el problema de “escalabilidad” considerado clave para la comercialización de la computación cuántica a través de redes.

Aunque el “Conmutador Cuántico Universal de Cisco” presentado aún está en fase de prototipo de investigación, su significado es importante porque puede conectar diferentes sistemas cuánticos de distintos proveedores como si fuera una sola red. Hasta ahora, la industria de la computación cuántica ha avanzado por dos caminos: uno, fabricar dispositivos monolíticos de mayor escala; y dos, combinar múltiples dispositivos para que funcionen como un sistema. Cisco ha optado por este último enfoque.

En algunas instituciones de investigación y empresas, las computadoras cuánticas ya se usan como procesadores auxiliares para resolver problemas que los supercomputadores tradicionales encuentran difíciles o que toman demasiado tiempo. Las empresas se enfocan en optimización, simulaciones moleculares para nuevos materiales y medicamentos, y tecnologías de criptografía resistente a la computación cuántica, mientras que los investigadores trabajan en física, simulaciones y desarrollo de nuevos algoritmos cuánticos.

Sin embargo, para que la computación cuántica sea práctica, es necesario aumentar significativamente el número de “qubits”. Los qubits son la unidad básica de información cuántica. Actualmente, las computadoras cuánticas comerciales tienen entre unos pocos cientos y unos pocos miles de qubits, y se espera que en los próximos años escalen a decenas de miles, pero muchas evaluaciones consideran que para experimentar mejoras de rendimiento en entornos industriales reales, se necesitarían millones de qubits.

Integrando diferentes computadoras cuánticas en una red

El método de Cisco consiste en actuar como “traductor” entre sistemas cuánticos que codifican información de diferentes maneras. Según la compañía, este conmutador puede operar a temperatura ambiente y aprovechar la fibra óptica de comunicación existente. Además, mediante una tecnología patentada de conversión, puede retransmitir las diferentes codificaciones de entrada y salida utilizadas por distintas tecnologías cuánticas.

En resumen, esto significa que incluso si dos computadoras cuánticas de diferentes fabricantes usan “lenguajes” distintos, podrán intercambiar datos a través de este conmutador. Se considera un elemento clave para una “red cuántica universal” que no dependa de hardware específico.

Vijay Pandey, vicepresidente senior y gerente general del departamento Outshift de Cisco, afirmó: “Desde hace tiempo reconocemos que conectar sistemas cuánticos es clave para lograr una verdadera escalabilidad. Este logro es un avance importante, pero es solo el comienzo.”

El diseño del conmutador soporta los principales métodos de codificación óptica, como polarización, intervalos de tiempo, intervalos de frecuencia y codificación por ruta. Dado que los sistemas cuánticos cargan información en fotones de diferentes maneras, el conmutador universal no solo debe transmitir señales, sino también convertir su formato sin dañar la información.

Cisco explicó que ya se ha validado el sistema para la codificación basada en polarización. La polarización utiliza la dirección de vibración de los fotones para transmitir información, similar al principio por el cual las gafas de sol reducen los reflejos de la luz. El soporte para codificación en intervalos de tiempo y frecuencia se añadirá en el futuro.

Aún no es un producto comercial… Los próximos 1 a 2 años serán cruciales

Esta universalidad es aún más importante en una industria cuántica donde no existen estándares establecidos. Actualmente, en el mercado coexisten diferentes arquitecturas de hardware y métodos de codificación, y no está claro qué tecnología se convertirá en el estándar a largo plazo. Algunos temen que si los centros de datos o instalaciones de investigación construyen solo para un método específico, los equipos costosos podrían volverse obsoletos rápidamente con el tiempo.

Cisco cree que su conmutador puede crear un entorno donde instituciones de investigación y empresas puedan usar tanto dispositivos personalizados como dispositivos universales. La explicación es que, siempre que los conmutadores en la red sean responsables de la conversión, los sistemas no necesitan usar un lenguaje inherente común, facilitando así la expansión de la red cuántica.

Actualmente, la distancia máxima de conexión fuera de los centros de datos se establece en 100 kilómetros. Sin embargo, Cisco espera que con el tiempo esta limitación se reduzca.

No obstante, el equipo presentado aún no es un producto comercial formal. Cisco afirmó que el “Conmutador Cuántico Universal” es un prototipo funcional para investigación, y que antes de su comercialización será necesario validar adicionalmente las tecnologías de conversión y de mantenimiento del estado cuántico.

La visión a largo plazo de la compañía es construir un sistema completo de hardware, software y protocolos para redes cuánticas, creando la base para futuras aplicaciones cuánticas. Cisco considera que los próximos 1 a 2 años serán un período clave para verificar la viabilidad de esta visión en aspectos de hardware y software.

Por otro lado, Cisco está colaborando con empresas como IBM ($IBM), ConnEQt y Atom Computing para implementar esta estrategia de red cuántica. La industria considera que, más allá de competir en rendimiento de computadoras cuánticas individuales, la tecnología de conexión entre diferentes sistemas será un factor clave para acelerar la llegada de una era cuántica práctica.

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