A Cisco lança o "Comutador Quântico Universal"…… A competição em computação quântica está a passar do hardware para o domínio das redes

A Cisco Systems ($CSCO) revelou na semana passada o “Comutador Quântico Geral”, destacando que o núcleo da expansão da computação quântica não está no desempenho de um único dispositivo, mas na “rede”. Isso significa que os computadores quânticos não permanecem mais na fase de dispositivos experimentais isolados, mas estão evoluindo para uma “rede quântica” interconectada.

Atualmente, problemas de alta complexidade como simulação molecular, descoberta de novos materiais, otimização de portfólios e cálculos de agendas em grande escala requerem entre 100 mil e 1 milhão de qubits lógicos para serem resolvidos. No entanto, de acordo com o principal roteiro, mesmo até 2030, a realidade só atingirá alguns milhares, chegando no máximo a dezenas de milhares, nível inicial. Por causa dessa lacuna, a indústria está direcionando esforços para a “computação quântica distribuída”, ou seja, conectar múltiplos processadores menores para operarem como um sistema único, ao invés de depender de um computador quântico de grande escala.

Por que é necessário uma rede quântica

Redes de computadores tradicionais apenas trocam resultados de cálculo, mas no domínio quântico é diferente. Para que múltiplos dispositivos operem como um sistema integrado, é preciso transmitir o estado quântico em si, mantendo o “emaranhamento”. Nesse processo, um comutador capaz de alterar o caminho sem destruir as propriedades quânticas do fóton é indispensável.

O Comutador Quântico Geral da Cisco foi projetado especificamente para esse papel. Ele visa transmitir fótons emaranhados através de fibras ópticas comuns em temperatura ambiente, preservando a informação quântica enquanto processa múltiplos tipos de codificação. Em particular, ao contrário de comutadores ópticos convencionais, ele utiliza um “Conversor de Estado Quântico” interno para evitar a destruição do estado quântico.

Além disso, suporta principais métodos de codificação quântica como polarização, tempo de armazenamento, frequência e caminho, podendo convertê-los entre si, permitindo que sistemas quânticos com diferentes codificações se conectem na mesma rede. Isso abre possibilidades para dispositivos baseados em átomos neutros, supercondutores e fótons operarem na mesma infraestrutura.

O objetivo da Cisco é estabelecer a base para a “Internet Quântica”

A Cisco já revelou anteriormente um chip gerador de pares de fótons emaranhados capaz de produzir cerca de 200 milhões de pares por segundo. Com este comutador, além de softwares relacionados à distribuição, troca e teletransporte quântico de emaranhamento, a indústria avalia que já foi construído um arcabouço preliminar de “Emissor - Arquitetura de Rede - Sistema de Controle”.

Em experimentos realizados com o parceiro Qunnect na área metropolitana de Nova York, a Cisco demonstrou velocidades de troca de emaranhamento que superaram o nível de laboratórios existentes, em uma distância de alguns quilômetros. Isso foi interpretado como um sinal de que a rede quântica deixou de ser apenas teórica, entrando na fase de integração com infraestrutura de comunicação real.

Do ponto de vista de mercado, um aspecto importante é que o valor econômico da computação quântica pode não vir da venda de dispositivos isolados, mas do “uso compartilhado de recursos”. Assim como empresas atualmente utilizam CPUs e GPUs na nuvem sob demanda, no futuro, recursos quânticos provavelmente serão oferecidos via rede de forma agregada.

Vantagens da Cisco

Redes quânticas não são exclusivas de empresas de hardware quântico. Elas dependem de infraestrutura de comunicação óptica existente, protocolos de internet (IP), softwares de controle e sistemas de segurança, que é justamente o ponto forte da Cisco.

Por meio de sua organização de incubação Outshift, a Cisco está desenvolvendo uma arquitetura integrada que abrange chips quânticos, comutadores, compiladores, orquestração, correção distribuída e integração de criptografia pós-quântica. Além disso, colabora com empresas como IBM Quantum e Atom Computing, que utilizam diferentes abordagens quânticas, acumulando experiência na conexão de dispositivos em ambientes reais.

O mais importante é que, operando em temperatura ambiente e suportando bandas de comunicação, a Cisco consegue maximizar o uso da infraestrutura de fibra óptica e ecossistema de comunicações ópticas existentes. Isso reduz a dependência de infraestrutura especial, como links de temperatura extremamente baixa, facilitando a adoção por operadoras de telecomunicações e provedores de nuvem.

Preparação do setor de TI para o futuro

No curto prazo, a maioria das empresas provavelmente não adotará comutadores quânticos já no próximo ano. Contudo, nos próximos 3 a 5 anos, a escolha da arquitetura de rede terá grande impacto na capacidade de adaptação à transição quântica.

Especialistas recomendam que a computação quântica seja vista inicialmente como um serviço de rede de múltiplos fornecedores, e não de um único. Isso implica considerar, ao planejar estratégias de data centers e redes de longa distância, a conexão entre grandes provedores de nuvem, nuvens quânticas especializadas e dispositivos locais.

Além disso, na área de segurança, é necessário planejar a transição para criptografia pós-quântica e a adaptação às redes quânticas. Computadores quânticos podem ameaçar os sistemas criptográficos atuais, mas, por outro lado, redes quânticas podem oferecer modelos de segurança mais robustos. A questão central será como projetar uma infraestrutura híbrida que permita a coexistência de redes clássicas e ligações quânticas.

O anúncio da Cisco indica que a computação quântica está saindo do estágio de “experimentos físicos” e se tornando uma questão de infraestrutura de longo prazo para TI empresarial. O sucesso na era quântica não dependerá apenas de quem obter mais qubits primeiro, mas de quem conectar esses recursos de forma mais eficiente.