Mientras que la computación cuántica promete revolucionar campos como el descubrimiento de fármacos, la ciencia de materiales y la optimización logística, los desafíos de escala han limitado su aplicación práctica. Cisco está cambiando este panorama al crear una tecnología de redes cuánticas que servirá como la base de la internet cuántica y acelerará la computación cuántica en años, en lugar de décadas.
Rompiendo las Barreras de Escala Cuántica
El reto actual es que los procesadores cuánticos actuales solo tienen cientos de qubits, mientras que las aplicaciones prácticas requieren millones. Incluso las hojas de ruta más ambiciosas de la computación cuántica solo contemplan unos pocos miles de qubits para 2030. Cisco está abordando este desafío de la misma manera que la informática clásica lo hizo décadas atrás: conectando nodos más pequeños a través de una infraestructura de redes para crear sistemas distribuidos potentes.
Al igual que el uso de grandes sistemas informáticos clásicos monolíticos se fue eliminando, el futuro de la cuántica no reside en un único ordenador cuántico monolítico. Los centros de datos cuánticos a gran escala, donde los procesadores trabajan juntos a través de redes especializadas, serán el camino práctico y factible hacia el futuro.
El Chip de Entrelazamiento de Redes Cuánticas de Cisco
Un elemento clave de la visión de Cisco para las redes cuánticas es su chip de entrelazamiento de redes cuánticas, desarrollado en colaboración con la Universidad de California en Santa Bárbara. Este chip genera pares de fotones entrelazados que permiten una conexión instantánea sin importar la distancia mediante teletransporte cuántico.
Lo que hace que este chip destaque:
- Funciona con la infraestructura existente: opera con longitudes de onda estándar de telecomunicaciones y puede aprovechar la infraestructura de fibra óptica actual.
- Despliegue práctico: funciona a temperatura ambiente como un chip fotónico integrado (PIC) miniaturizado, lo que lo hace adecuado para el despliegue escalable de sistemas hoy en día.
- Eficiencia energética: consume menos de 1mW de energía.
- Alto rendimiento: 1 millón de pares de entrelazamientos de alta fidelidad por canal de salida, con una tasa de hasta 200 millones de pares de enredos por segundo en chip.
Del Laboratorio a la Realidad
En las instalaciones de Cisco Quantum Labs en Santa Mónica, California, el equipo de Cisco lleva años desarrollando los fundamentos de la pila de redes cuánticas. Este laboratorio es una instalación donde los investigadores pueden experimentar con soluciones de redes cuánticas que combinan conceptos teóricos e implementación práctica.
Además del chip de entrelazamiento, el laboratorio se utiliza para avanzar en la investigación de otros componentes críticos para completar la visión de la pila de redes cuánticas, como protocolos de distribución de entrelazamiento, un compilador de computación cuántica distribuida, un kit de desarrollo de redes cuánticas (QNDK) y un generador cuántico de números aleatorios (QRNG).
Redes Cuánticas en Dos Direcciones Estratégicas
La estrategia de redes cuánticas de Cisco sigue dos caminos complementarios:
- Redes cuánticas para el mundo cuántico: se está construyendo una infraestructura para conectar procesadores cuánticos a escala, haciendo posible la computación cuántica distribuida, la detección cuántica y algoritmos de optimización transformadores.
- Redes cuánticas para el mundo clásico: los principios de las redes cuánticas ofrecen ventajas inmediatas a los sistemas clásicos a través de casos de uso como la comunicación segura a prueba de intrusos, la sincronización horaria ultraprecisa y la verificación segura de ubicaciones.
Lo que hace poderoso este enfoque de Cisco es que se centra tanto en el desarrollo de software como de hardware. Al desarrollar componentes propios de hardware de red, como el chip de entrelazamiento, junto con toda la pila de software, la empresa obtiene conocimientos únicos sobre cómo estos elementos funcionan juntos para construir una infraestructura de red cuántica completa.
Mientras que algunas organizaciones se centran únicamente en un tipo de tecnología de computación cuántica, Cisco está construyendo un marco independiente del proveedor que funciona con cualquier tecnología de computación cuántica. Este enfoque refleja la fortaleza histórica de la empresa en el ámbito de las redes: no se necesita elegir ganadores porque se está construyendo el tejido de redes que permitirá escalar diversas tecnologías cuánticas.
