IBM und Cisco bauen verteiltes Quantencomputing-Netz
IBM und Cisco wollen bis Anfang der 2030er Jahre ein verteiltes Netzwerk großskaliger, fehlertoleranter Quantencomputer realisieren. Grundlage ist eine gemeinsame Architektur mit optischen Schnittstellen, intelligenter Netzwerksteuerung und neuen Hardwarekomponenten – als Basis für ein künftiges Quantencomputing-Internet.
IBM und Cisco wollen gemeinsam die Basis für ein skalierbares, verteiltes Netzwerk von Quantencomputern schaffen. Laut Ankündigung sei eine erste Demonstration innerhalb von fünf Jahren geplant. Ziel sei es, ein Netzwerk zu entwickeln, das große, fehlertolerante Quantencomputer miteinander verbindet und damit die Grundlage für ein Quantencomputing-Internet in den späten 2030er Jahren legt.
Skalierung über klassische Roadmaps hinaus
IBM bringe seine Kompetenzen im Bau fehlertoleranter Quantencomputer ein, während Cisco seine Entwicklungen im Bereich Quantennetzwerke beiträgt. Gemeinsam sollen Systeme entstehen, die weit über Einzelmaschinen hinausgehen. Geplant sei ein Betrieb über Zehn- bis Hunderttausende von Qubits und die Nutzung von Billionen Quantengattern zur Lösung komplexer Rechenaufgaben, etwa in der Materialforschung, Medikamentenentwicklung oder Optimierung.
Technologische Architektur mit QPU und QNU
Im Zentrum der Infrastruktur stehen laut IBM sogenannte Quantum Processing Units (QPU), die über Quantum Networking Units (QNU) miteinander verbunden werden sollen. Die QNU soll dabei stationäre Quanteninformationen in übertragbare Quantenzustände umwandeln. Cisco plane eine Netzwerktechnologie, die QNUs dynamisch mit Verschränkungsressourcen versorgt – je nach Bedarf des Rechenvorgangs. Eine subnanosekundengenaue Synchronisation sei angestrebt.
Optische Transducer und Netzwerkintegration
Zur Realisierung über größere Distanzen, beispielsweise zwischen Rechenzentren, sollen neue Verbindungstechnologien wie Mikrowellen-Optik-Transducer entwickelt werden. Ziel sei es, Quanteninformationen sicher und verlustarm über Netzwerke zu übertragen. Cisco arbeite hierzu an einem hochperformanten Software-Protokollstack, der Netzwerkpfade in Echtzeit rekonfigurieren könne.
Proof-of-Concept und Forschungspartnerschaften
Ein erster Prototyp sei bis Ende 2030 vorgesehen. IBM plane, mehrere QPUs in separaten kryogenen Umgebungen zu verschränken – ein technologischer Meilenstein, der neue Anforderungen an Hardware, Software und Netzwerke stelle. In Kooperation mit dem SQMS Center (Superconducting Quantum Materials and Systems) des US-Energieministeriums wolle IBM außerdem evaluieren, wie viele QNUs in einem Rechenzentrum gleichzeitig betrieben werden können.
Vision eines Quantencomputing-Internets
Langfristig sollen diese Entwicklungen in ein globales Quantencomputing-Internet münden, das Quantencomputer, Sensoren und Kommunikationssysteme vernetzt. Solche Systeme könnten neue Anwendungen in der Klimaforschung, Seismologie oder für hochsichere Kommunikation ermöglichen.
