思科發表量子網路糾纏晶片原型，替量子資料中心鋪路

全球網路通訊設備大廠思科（Cisco）周二（5/6）發表量子網路糾纏晶片（Quantum Network Entanglement Chip），這是一種量子網路設備，能夠建立不管距離多遠都能保持連結的光子對，以替未來的量子資料中心鋪路。同一天也宣布在加州成立思科量子實驗室（Cisco Quantum Labs）。

思科解釋，目前量子處理器只具備數百個量子位元，最近的目標也只是在2030年達到數千個量子位元，但應用程式卻需要數百萬個量子位元，現在的量子運算面臨著傳統運算於幾十年前的類似挑戰，量子的未來並不在一個單晶片的量子電腦，而是可拓展的量子資料中心，該資料中心的處理器能夠藉由特殊的網路共同運作。思科計畫中的量子資料中心架構涵蓋了量子硬體、分配量子資源的糾纏管理層，以及將運算任務拆分到不同處理器的運算層。

本周現身的量子網路糾纏晶片是思科與加州大學聖塔芭芭拉分校合作開發的原型，它能產生糾纏光子對，透過量子傳態，在任意距離實現量子態的遠端重建，達成瞬間連接。

圖片來源／思科

此一糾纏晶片的特色包括，它利用矽晶片平臺上III-V 半導體波導中的自發四波混頻；以1550 nm的標準電信波長運行，因此可利用現有的光纖基礎設施；晶片上每個通道每秒可產生超過100萬對可用的糾纏光子對，整個晶片每秒最多可產生2億對糾纏光子；室溫下糾纏保真度可達99%，功耗低於1 mW。

除了糾纏晶片之外，思科的量子實驗室將負責研究各種量子網路技術，像是量子開關、量子網路介面卡、分散式運算編譯器、各種糾纏分散式協定、量子網路開發套件及量子隨機數產生器等。

思科提出了短期與長期的量子網路策略，其中，短期策略是先將量子網路的原理應用於現有的系統上，以立即實現防竊聽的安全通訊，超精確的時間同步，決策訊號，以及安全位置驗證等；長期即是專注於連結真正的量子運算設備，實現分散式量子運算、量子感測及最佳化演算法。

思科認為，該公司所採取的量子網路技術，可望將有影響力的量子運算及網路應用從原本需要幾十年的時間縮短到僅需要5~10年。