Con questo prototipo, pensato per interconnettere una moltitudine di diversi sistemi quantistici, l’azienda mira a tracciare il futuro della rete
Problemi complessi richiedono soluzioni quantistiche. È il mantra su cui si fonda la computazione quantistica, una scienza a cui si dedica un numero crescente di grandi player dell’informatica, nella convinzione che questa possa rappresentare la prossima grande svolta tecnologica. Tra i più attivi nel campo figura Cisco, leader del networking che negli ultimi anni si è dedicata sempre più attivamente allo sviluppo di un piano per la realizzazione di una rete quantistica.
Ma da dove nasce tutto questo hype? «Dal suo potenziale di semplificare molti dei problemi più ardui che oggi ci ritroviamo ad affrontare», risponde Vijoy Pandey, GM e SVP di Cisco Outshift. «Oggi i computer operano nel range di 100-1000 qubits, ma per realizzare appieno il potenziale della computazione quantistica ce ne vorrebbero centinaia di milioni. Come ridurre questo gap? Le vie principali sono due: uno scaling verticale, ovvero costruire supercomputer sempre più grandi e potenti; oppure di tipo orizzontale, condividendo le risorse attraverso un network. Ed è qui che Cisco entra in gioco».
Fino a oggi, infatti, per realizzare questa visione di interconnessione mancava un tassello critico. Proprio come la stessa internet sarebbe rimasta un disegno incompiuto se non fosse riuscita a connettere milioni di endpoint, anche per completare il puzzle della rete quantistica l’ultimo pezzo necessario era identico: lo switch.
Il Cisco Universal Quantum Switch
«La caratteristica unica di questo switch è che permette di preservare la totalità delle informazioni quantistiche in tutte le fasi, il che rappresenta un unicum sul mercato», spiega Reza Nejabati, Head of Cisco Quantum Research & Quantum Labs. «Ciò lo rende in grado di supportare contemporaneamente sistemi che operano attraverso differenti modalità di encoding ed entanglement, lavorando con diversi vendor e condividendo molteplici risorse. È questo che intendiamo quando lo definiamo universale».
Gli esperimenti condotti hanno mostrato come le informazioni quantistiche vengano mediamente preservate con penalità di degrado inferiori al 4%, con un tempo di switch pari a un nanosecondo per i fotoni processati. Performance che si può raggiungere senza bisogno di investire pesantemente sulle infrastrutture, perché lo switch opera a temperatura ambiente – senza quindi richiedere appositi sistemi di raffreddamento – e sfrutta le stesse frequenze e la fibra utilizzate dalla rete attuale, permettendo ai due network di coesistere e di integrarsi in armonia. «I risultati hanno superato di gran lunga le nostre aspettative», commenta Ramana Kompella, Head of Cisco Research, «e non parliamo solo di numeri da laboratorio. Abbiamo testato il tutto in condizioni operative reali su 17,5 km di fibra tra Manhattan e Brooklyn, con effetti fino a 5000 volte migliori di quanto previsto».
Il domani della rete è quantistico
Il Cisco Universal Quantum Switch si inserisce nel full stack della rete quantistica progettato dall’azienda, che parte dall’hardware, passa da protocolli e software per infine arrivare alle applicazioni che ne sfruttano il potenziale per casi d’uso classici. Due di queste sono Quantum Alert, sviluppata per rilevare le intrusioni attraverso i fotoni, e Quantum Sync, che mira a superare gli ordinari limiti della velocità di trasmissione grazie all’interconnessione. Ma perché tutto questo sia possibile, come si suol dire, ci vuole un villaggio.
«Stiamo costruendo partnership per arrivarci», continua Kompella, «in particolare con IBM e Atom Computing, che fanno al caso nostro in quanto impiegano modalità differenti e ci permettono di testare al meglio lo switch». Le fondamenta per accelerare la timeline ci sono, anche se la strada è ancora lunga. Ma il momento, secondo Cisco, è quello giusto.
«Nei prossimi due anni ci dedicheremo a testare che tutte queste componenti funzionino correttamente, prima di progettare uno scale out sul mercato», conclude Vidoj. «È vero, è già da tanto che si parla di computazione quantistica sul piano teorico. Ma guardate cos’è successo con l’AI, di cui si discuteva da quasi 50 anni: oggi iniziamo a osservare la stessa accelerazione nella tecnologia quantistica. Crediamo che in futuro diverrà la norma, ma ciò non vorrà dire abbandonare il passato: piuttosto, dovremo prendere quanto di pratico abbiamo imparato sulla rete di ieri, per applicarlo a quella del domani».
