Cisco lança switch quântico universal
A Cisco (NASDAQ: CSCO) anunciou hoje o Universal Quantum Switch, um lançamento que aborda uma das principais barreiras para a construção de uma rede quântica. Como um protótipo funcional, ele é o resultado mais recente do programa de redes quânticas full-stack da Cisco, construído sobre anos de pesquisa, demonstrações no mundo real e um ecossistema crescente de colaborações estratégicas.
Computadores quânticos codificam informações de diferentes maneiras e, até agora, nenhum switch conseguia aceitar e traduzir todas as principais modalidades de codificação sem destruir a informação quântica no processo. Pela primeira vez, o Universal Quantum Switch da Cisco foi projetado para resolver esse desafio, roteando informações quânticas enquanto as preserva à temperatura ambiente, em fibra de telecomunicações existente, com um mecanismo de conversão patenteado pela Cisco que traduz modalidades de codificação na entrada e na saída.
“Alcançar esse marco é um momento crucial para o nosso programa de computação quântica e uma prova do potencial transformador das redes quânticas”, afirma Vijoy Pandey, vice-presidente Sênior e General Manager da Outshift, grupo de Tecnologias Emergentes e Incubação da Cisco. “Há muito tempo, reconhecemos que conectar sistemas quânticos é a chave para alcançar uma verdadeira escalabilidade, e agora demos um passo importante para transformar essa visão em realidade. Embora seja uma conquista significativa, é apenas o começo. O caminho é longo, mas o impacto do que estamos construindo — e do que ainda está por vir — é muito profundo.”
Redes para a era quântica
Os computadores quânticos atuais são poderosos, mas ainda limitados, operando com centenas de qubits, enquanto aplicações reais em setores como saúde, serviços financeiros e aeroespacial exigirão milhões de qubits para alcançar velocidades sem precedentes e avanços tecnológicos disruptivos. A Cisco acredita que redes e conectividade são elementos centrais para preencher essa brecha. O futuro quântico não será construído por uma única empresa nem por uma única tecnologia — ele será viabilizado pela conexão entre todas elas.
Imagine conectar bilhões de pessoas e dezenas de bilhões de dispositivos por meio de cabos diretos. Isso seria inviável. A internet só se tornou possível porque switches clássicos conseguiram conectar todos esses pontos por meio de uma rede compartilhada e escalável. O novo Universal Quantum Switch, da Cisco, faz o mesmo no universo quântico. Quando dois computadores quânticos precisam compartilhar informações, ele recebe o sinal em qualquer modalidade em que ele chega, traduz esse sinal para uma linguagem comum de roteamento e o entrega no formato que o sistema receptor precisa — tudo isso sem perder nenhuma informação quântica no processo.
Isso é possível graças a um mecanismo de conversão, que está no centro do switch quântico, patenteado pela Cisco. A modalidade de saída pode ser a mesma da entrada — ou completamente diferente — permitindo que o switch conecte e traduza informações entre sistemas quânticos que nunca foram projetados para se comunicar entre si. Essa é uma capacidade crítica para viabilizar redes quânticas interoperáveis entre diferentes fornecedores e tecnologias.
O switch quântico foi projetado para oferecer suporte às principais modalidades de codificação quântica usadas para transportar informações:
- Polarização (Polarization): a orientação das ondas de luz
- Time-Bin: o intervalo ou o momento em que os pulsos de luz são transmitidos
- Frequency-Bin: a cor ou a frequência da luz
- Path: o caminho físico ou espacial percorrido pela informação quântica
Até o momento, o switch quântico foi validado experimentalmente com a codificação por polarização. O suporte às modalidades time-bin e frequency-bin já está incorporado ao design e representa o próximo passo no processo de validação contínua da Cisco.
Prova de conceito e resultados
O Universal Quantum Switch foi testado por pesquisadores da Cisco utilizando a própria fonte de entrelaçamento da empresa e detectores de fótons únicos desenvolvidos pela Cisco. Nesses experimentos, o switch demonstrou que informações quânticas podem ser roteadas e convertidas entre sistemas de forma rápida, precisa e eficiente — sem serem destruídas durante o processo.
As principais descobertas incluem:
- Informação quântica preservada através da conversão: Menos de 4% de degradação na fidelidade do estado quântico e entrelaçamento, mantendo a coerência que as redes quânticas exigem para funcionar.
- Comutação na velocidade que as redes quânticas exigem: Comutação eletro-óptica em escala inferior a nanossegundos, reconfigurando conexões em apenas 1 nanossegundo.
- Eficiência energética: Consumo inferior a 1 miliwatt de energia.
Impulsionando a rede quântica do futuro
As redes quânticas ainda estão em estágio inicial de desenvolvimento. Não existe uma infraestrutura consolidada para conectar sistemas quânticos, e a maioria deles só consegue se comunicar com outros sistemas que codificam informações da mesma forma.
Nesse sentido, o Universal Quantum Switch da Cisco representa uma abordagem totalmente nova:
- Único em sua natureza: as tecnologias de switches atuais são limitadas a apenas um tipo de codificação. O Universal Quantum Switch da Cisco foi projetado para suportar todas as principais modalidades, com uma capacidade de conversão integrada, patenteada pela Cisco, e que não está disponível em nenhum outro produto do mercado atualmente.
- Operação em temperatura ambiente: ao contrário de muitos componentes de hardware quântico que exigem resfriamento criogênico, o switch universal da Cisco opera em temperatura ambiente. Isso elimina a necessidade de infraestrutura especializada de refrigeração, reduzindo tanto a complexidade quanto os custos de implementação.
- Compatível com a infraestrutura existente: opera em frequências padrão de telecomunicações, utilizando a mesma fibra óptica que hoje transporta o tráfego da internet, sem necessidade de equipamentos especializados.
- Conecta sistemas que antes não conseguiam se comunicar: as organizações deixam de ficar presas a um único ecossistema de fornecedores. A tecnologia permite a interoperabilidade entre dispositivos quânticos de diferentes fabricantes, protegendo investimentos já realizados e viabilizando ambientes quânticos com soluções de diferentes provedores.
- Projetado para o stack completo: o Universal Quantum Switch da Cisco foi desenvolvido como parte da arquitetura ponta a ponta em evolução da Cisco para uma rede quântica distribuída, abrangendo camadas de hardware, software e aplicações.
O que vem a seguir
Há mais de quatro décadas, a Cisco constrói a infraestrutura que conecta o mundo. O Universal Quantum Switch é o mais recente marco dessa trajetória, refletindo a convicção da empresa de que o caminho para a computação quântica prática será construído por meio de uma rede distribuída de dispositivos quânticos interconectados em questão de anos, e não décadas.
O Universal Quantum Switch é parte de um portfólio mais amplo de redes quânticas da Cisco, que também inclui o chip de entrelaçamento para redes quânticas — responsável por gerar os fótons emaranhados dos quais as redes quânticas dependem para transmitir informações — e o primeiro Quantum Compiler (compilador quântico) com inteligência de rede do setor, que orquestra como os algoritmos quânticos são distribuídos e executados em múltiplos processadores quânticos. As três tecnologias foram desenvolvidas do zero nos laboratórios dedicados à computação quântica da Cisco em Santa Monica. Juntas, além de aplicações como Quantum Sync e Quantum Alert, essas inovações reforçam a visão da Cisco de uma stack completa de rede quântica — desde o hardware que gera e roteia informações quânticas, passando pelo software que as gerencia, até as aplicações que colocam essa tecnologia em prática. A Cisco também vem avançando essa visão por meio de colaborações estratégicas com IBM, Qunnect, Atom Computing e outras empresas.
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