IBM en Cisco bouwen aan fundament voor ‘quantum internet’

Met de samenwerking willen beide partijen een van de grootste obstakels in de kwantumtechnologie tackelen: schaalbaarheid. Waar IBM zich richt op het bouwen van steeds krachtigere kwantumprocessors (de ‘scale-up’ strategie), brengt netwerkgigant Cisco de technologie in om deze machines met elkaar te verbinden (de ‘scale-out’ strategie).

Triljoenen operaties Het idee is dat het koppelen van meerdere ‘foutbestendige’ kwantumcomputers (fault-tolerant quantum computers) leidt tot een exponentiële groei in rekenkracht. Binnen vijf jaar willen de bedrijven een eerste proof-of-concept leveren waarbij individuele kwantumcomputers samenwerken. Dit zou het mogelijk maken om berekeningen uit te voeren met tienduizenden qubits en triljoenen kwantumoperaties, iets wat voor een enkele machine onmogelijk is.

"Om kwantumcomputing op een nuttige schaal in te zetten, is het niet genoeg om alleen maar grotere individuele machines te bouwen; we moeten ze ook met elkaar verbinden," zegt Vijoy Pandey, Senior Vice President bij Outshift by Cisco. "Samen lossen we dit op als een compleet systeemprobleem: van de hardware om computers te verbinden tot de software die de berekeningen verdeelt."

Van ijskast naar glasvezel De technische uitdaging is enorm. Kwantumprocessors werken in extreem koude, cryogene omgevingen. Om deze met elkaar te laten praten – bijvoorbeeld tussen twee datacenters – moeten kwantumtoestanden ('qubits') worden omgezet van stationaire informatie naar reizende signalen ("flying quantum information").

2030

IBM ontwikkelt hiervoor een specifieke Quantum Networking Unit (QNU). Cisco richt zich op de infrastructuur daartussen, waarbij gebruik wordt gemaakt van geavanceerde optische technologieën en nieuwe softwareprotocollen om de fragiele kwantumdata over langere afstanden te versturen zonder dat de informatie verloren gaat.

Kwantuminternet in 2030 De samenwerking kijkt verder dan alleen rekenkracht. De technologie moet de basis leggen voor een "kwantuminternet" tegen het einde van de jaren '30. In dit toekomstbeeld zijn niet alleen computers, maar ook kwantumsensoren met elkaar verbonden op planetaire schaal. Dit zou toepassingen mogelijk maken variërend van ultra-veilige communicatie tot uiterst precieze monitoring van klimaatverandering en seismische activiteit.

Jay Gambetta, Director of IBM Research, benadrukt de strategische waarde: "Door te onderzoeken hoe we meerdere van deze computers kunnen koppelen in een gedistribueerd netwerk, verleggen we de grenzen van wat kwantumcomputers kunnen doen binnen een grotere high-performance computing architectuur."