Cisco, dévoile un prototype de "commutateur quantique universel"… favorisant la connexion entre différents ordinateurs quantiques

Cisco Systems ($CSCO) a récemment dévoilé un prototype de commutateur réseau capable de transmettre des informations quantiques entre différents ordinateurs quantiques tout en conservant leur “état quantique”. Cette initiative vise à résoudre le problème de “scalabilité”, considéré comme une question clé pour la commercialisation de l’informatique quantique, via une approche réseau.

Ce “commutateur quantique universel Cisco”, bien qu’encore en phase de prototype de recherche, revêt une importance majeure car il permet de connecter différents systèmes quantiques de fournisseurs variés comme s’il s’agissait d’un seul réseau. Jusqu’à présent, l’industrie de l’informatique quantique a évolué selon deux axes : d’une part, la fabrication d’appareils monolithiques de plus grande taille, et d’autre part, la combinaison de plusieurs appareils pour qu’ils fonctionnent comme un seul système. Cisco privilégie cette seconde voie.

Les ordinateurs quantiques sont déjà utilisés dans certains instituts de recherche et entreprises comme processeurs auxiliaires pour résoudre des problèmes complexes difficiles ou chronophages pour les supercalculateurs traditionnels. Les entreprises s’intéressent à l’optimisation, à la modélisation moléculaire pour le développement de nouveaux matériaux et médicaments, ainsi qu’aux techniques de cryptographie résistantes aux attaques quantiques, tandis que les chercheurs se concentrent sur la physique, la simulation et le développement de nouveaux algorithmes quantiques.

Cependant, pour atteindre un niveau d’utilité pratique, il faut considérablement augmenter le nombre de “qubits”. Les qubits sont l’unité fondamentale de l’information quantique. Actuellement, le nombre de qubits dans les ordinateurs quantiques commerciaux se situe entre quelques centaines et quelques milliers ; on prévoit qu’il pourra atteindre des dizaines de milliers dans les années à venir, mais de nombreuses évaluations estiment qu’il faudra des millions de qubits pour ressentir une véritable amélioration de performance sur le terrain industriel.

Intégrer différents ordinateurs quantiques en un seul réseau

La méthode de Cisco consiste à jouer le rôle de “traducteur” entre des systèmes quantiques codant l’information de différentes manières. Selon la société, ce commutateur peut fonctionner à température ambiante et utiliser la fibre optique de communication existante. De plus, grâce à une technologie de conversion brevetée, il peut relayer les modes de codage d’entrée et de sortie utilisés par différentes technologies quantiques.

En résumé, cela signifie que même si deux ordinateurs quantiques de fabricants différents utilisent des “langages” distincts, ils peuvent échanger des données via ce commutateur. Cela constitue un élément central d’un “réseau quantique universel” qui ne dépend pas d’un matériel spécifique.

Vijay Pandey, vice-président senior et directeur général du département Outshift de Cisco, déclare : “Nous avons très tôt compris que connecter des systèmes quantiques est la clé pour une véritable scalabilité. Ce résultat est une avancée importante, mais ce n’est que le début.”

Ce commutateur est conçu pour supporter les principales méthodes de codage optique, telles que la polarisation, l’intervalle temporel, l’intervalle de fréquence et le codage par chemin. Étant donné que chaque système quantique charge l’information sur des photons de manière différente, le commutateur universel doit non seulement transmettre le signal, mais aussi convertir son format sans en altérer l’information.

Cisco indique qu’une validation du système a été réalisée pour la méthode basée sur la polarisation. La polarisation utilise la direction de vibration des photons pour transmettre l’information, un principe similaire à celui des lunettes de soleil qui réduisent la réflexion de la lumière. La prise en charge des méthodes par intervalle temporel et par intervalle de fréquence sera ajoutée ultérieurement.

Pas encore un produit commercial… une période critique de 1 à 2 ans

Cette universalité est d’autant plus cruciale dans un secteur quantique où aucune norme n’est encore établie. Le marché actuel voit coexister différentes architectures matérielles et méthodes de codage, sans certitude sur la technologie qui deviendra la norme à long terme. Certains craignent que si les centres de données ou les installations de recherche construisent uniquement pour une méthode spécifique, leur équipement coûteux risque de devenir rapidement obsolète.

Cisco pense que son commutateur peut créer un environnement permettant aux instituts de recherche et aux entreprises d’utiliser à la fois des appareils sur mesure et des équipements universels. La société explique que tant que le commutateur dans le réseau assure la conversion, tous les systèmes n’ont pas besoin d’utiliser le même “langage” inhérent, ce qui facilite l’expansion du réseau quantique.

Actuellement, la distance maximale de connexion hors des centres de données est fixée à 100 kilomètres. Cependant, Cisco prévoit qu’avec le temps, cette limite s’amenuisera.

Cependant, le dispositif présenté n’est pas encore un produit commercialisé officiel. Cisco indique que le “commutateur quantique universel” est un prototype de recherche fonctionnel, et qu’avant sa commercialisation, des validations supplémentaires des technologies de conversion et de maintien de l’état quantique seront nécessaires.

La vision à long terme de l’entreprise est de construire un système complet de matériel, logiciel et protocoles pour le réseautage quantique, afin de créer la base permettant le déploiement futur d’applications quantiques. Cisco estime que la période de 1 à 2 ans sera cruciale pour valider la faisabilité de cette vision tant au niveau matériel que logiciel.

Par ailleurs, pour mettre en œuvre cette stratégie de réseau quantique, Cisco collabore avec des entreprises telles qu’IBM ($IBM), ConnEQt, Atom Computing. L’industrie considère que, au-delà de la simple compétition de performance entre ordinateurs quantiques, la connexion de différents systèmes via des “technologies de liaison” devient un facteur clé pour accélérer l’arrivée d’une ère quantique pratique.