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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晶片，並表示將在加利福尼亞州聖莫尼卡開設一個新實驗室，以進一步研究量子計算。
該晶片採用了與現有網路晶片相同的部分技術，可以幫助將小型量子計算機連線成更大規模的系統。但思科也相信，在這些計算機成為主流之前，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 創新孵化器高階副總裁維喬伊·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晶片，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“量子位元”（量子計算機的基本單位）的同時，思科正致力於將它們連線起來。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晶片，其工作原理是使光子對發生量子糾纏，然後將其中一個光子對傳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訊，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，思科目前還沒有該晶片何時產生收入的時間表，並且該晶片只是一個原型。
“要構建量子網路，你需要的第一個基石就是糾纏晶片，”潘迪說。“這就是它的第一個基石。”
思科打造量子網路架構
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”在答覆中起著很大的作用。
話雖如此，如今圍繞這項技術的氛圍似乎截然不同，似乎每週都在朝著構建實用且容錯的量子系統邁出重要一步。今年冬天，谷歌、亞馬遜網路服務 (AWS ) 和微軟都推出了量子晶片，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著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慧實力，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——不僅僅是透過其雲服務上的 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為“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執行，以便在脆弱的量子位元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，以解決硬體和整合方面的障礙。
思科系統公司本週推出了一款量子網路糾纏晶片，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 高階副總裁 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，這家網路巨頭正在加利福尼亞州聖莫尼卡開設思科量子實驗室。
糾纏晶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散式和雲的方式進行，小型系統透過量子網路連線起來，從而更容易擴充套件，就像今天的傳統計算機一樣。
思科的 Pandey在一篇部落格文章中指出，業介面臨的挑戰是，雖然量子應用需要數百萬個量子位元，但當今的量子系統僅包含數十或數百個量子位元，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，經典計算也面臨著類似的挑戰，直到我們開始透過網路基礎設施將更小的節點連線在一起，從而在資料中心和雲計算中建立強大的分散式系統。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。橫向擴充套件的量子資料中心，即處理器透過專用網路協同工作，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，需要量子網路基礎設施來建立分散式量子計算環境，並使其能夠更快地擴充套件到當前和不久的將來系統中相對較少的量子位元數量。
他們寫道，這樣的量子資料中心涉及“多個量子處理單元（QPU）……聯網，從而實現可擴充套件的分散式架構，以滿足大規模量子計算的需求”。“最終，這些量子資料中心將構成全球量子網路或量子網際網路的骨幹，促進全球範圍內的無縫互聯。”
量子網路糾纏晶片是構建該資料中心的基礎。糾纏對量子計算至關重要，因為它使量子位元對（在思科的案例中是光子）即使相距甚遠也能保持連線，這是傳統位元無法做到的，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，該晶片原型在矽片平臺上採用 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，或在整個晶片中每秒最多產生兩億個可用的糾纏光子對。
該晶片的保真度高達 99%，效率極高，功耗不到 1 毫瓦 (mW)，並且可在室溫下執行，無需專門的冷卻技術，這使得該晶片非常適合現代資料中心。Kompella 和 Nejabati 寫道，研究人員還能夠“在同一晶片上建立糾纏源陣列，用於大規模複用，實現高速率端到端和多使用者量子網路，使其成為當今最明亮的晶片級光源”。
它還可以與現有的光纖基礎設施整合，使其可在當前環境中使用。
糾纏晶片將成為供應商正在努力打造的整個量子資料中心的核心，其中包含當前經典網路中發現的新版本，包括交換機和 NIC。
他們寫道：“量子網路需要從根本上在量子力學層面工作的全新元件。構建量子網路時，我們無法像傳統網路那樣將資訊數字化——我們必須在整個傳輸路徑中保留量子特性。這需要專門的硬體、軟體和協議，這與傳統網路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。量子網絡卡（NIC）將與供應商無關，將量子晶片連線到網路；而分散式編譯器則負責跨程序劃分量子演算法，並排程糾纏的分佈。
Pandey 表示，思科正在開發量子網路堆疊的其他元件，從糾纏分發協議到量子網路開發套件 (QNDK)。
他寫道，硬體和軟體的開發是思科戰略的關鍵部分，使公司能夠了解各個元件如何協同工作以建立網路環境。
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），但思科正在構建一個與任何量子計算技術相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——作為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。
參考連結
https://www.nextplatform.com/2025/05/06/cisco-pulls-together-a-quantum-network-architecture/
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