思科宣佈推出思科通用量子交換器（Cisco Universal Quantum Switch），解決構建量子網絡最根本的障礙之一，為量子網絡發展歷程寫下重要里程碑。作為可運行的研究原型，通用量子交換器印證思科全速推進全棧量子網絡計劃下的最新成果。該計劃建基於思科多年基礎研究、實際應用驗證，以及不斷擴展的思科合作夥伴生態系統之上。
量子電腦編碼資訊的方式各有不同，而在此之前，尚未有任何交換器能在不破壞量子資訊的前提下，接收並轉換所有主要編碼模式。思科通用量子交換器正為應對此挑戰而設，首次實現在室溫下，透過現有電訊光纖路由傳送量子資訊並保持其完整性，同時藉助思科專利轉換引擎，在輸入與輸出端轉換編碼模式。
思科高級副總裁兼新興技術與培育業務 Outshift 總經理 Vijoy Pandey 表示：「達成這一里程碑是我們量子計劃的關鍵時刻，同時也印證量子網絡的潛力。思科一直深明連接量子系統是實現真正可擴展性的關鍵，而我們正朝實現這一願景邁出重要一步。」他指出，雖然這項成就意義重大，但這僅是開端。
思科正為量子時代構建網絡層
現時的量子電腦雖然功能強大，但仍有一定局限，其運行規模限於數百個量子位元（qubits）。但醫療保健、金融服務和航空航天等實際應用場景，則需要數百萬個量子位元，才能實現前所未有的速度與技術。思科深信，網絡與連接正是彌補這一差距的關鍵。量子的未來並非由單一公司或技術所構建，而是透過全面連接來實現。
若要用電纜直接連接數十億人和數百億部裝置，整個系統將難以管理。由於傳統交換器能夠透過可擴展的共享網絡連接所有終端，互聯網因此得以實現。思科通用量子交換器為量子網絡實現同樣功能。當兩台量子電腦需要共享資訊，交換器能接受任何編碼模式的訊號，將其轉換成通用的路由語言，並以接收系統所需的格式傳遞，過程中不會遺失任何量子資訊。
這一能力有賴於量子交換器核心的思科專利轉換引擎，使其輸出模式可以與輸入模式相同，也可以完全不同，從而能夠連接原本無法互通的量子系統。這對構建跨供應商及搭載不同技術的量子網絡至關重要。
思科通用量子交換器專為支援所有用於傳輸資訊的主要量子編碼模式而設：
1．偏振（Polarization）：光波的震動方向
2．時間區段（Time-Bin）：光脈衝的時間
3．頻率區段（Frequency-Bin）：光的顏色或頻率
4．路徑（Path）：物理或空間傳播路徑
思科通用量子交換器已通過偏振編碼的實驗驗證，其設計已內置針對時間區段及頻率區段的支援，這將成為思科持續驗證進程的下一個重要階段。
概念驗證實驗與結果
思科研究人員利用自主研發的糾纏源和單光子探測器測試思科通用量子交換器。實驗顯示，在交換器中，量子資訊能在系統間快速、準確且高效地傳送和轉換，過程中不會造成損耗。
重點發現包括：
1．量子資訊在轉換期間保持完整：量子態保真度與糾纏度的損耗低於4%，維持量子網絡運作所需的相干性。
2．滿足量子網絡所需的交換速度：亞納秒級（sub nano-second）電光交換，最快可在 1 納秒（nanosecond）內重建連接。
3．節能高效：功耗低於 1 毫瓦（milliwatt）。
推動未來量子網絡
量子網絡仍處於起步階段。目前尚未有連接不同量子系統的基礎設施，且大部分量子系統只能與採用相同編碼方式的系統進行通訊。
思科通用量子交換器提供全新解決方案：
1．獨一無二：現有交換器技術僅限於單一編碼類型。思科通用量子交換器支援所有主流編碼模式，並內建思科專利的轉換能力，為目前市面上獨一無二的方案。
2．室溫運作：與許多需要低溫冷卻的量子硬件組件不同，思科通用量子交換器可於室溫下運作。這排除對專業冷卻系統的依賴，從而降低部署複雜性和成本。
3．兼容現有基礎設施：交換器可在標準電訊頻率下運行，並透過現有承載互聯網流量的光纖傳輸，無需額外專用設備。
4．連接以往無法通訊的系統：企業不再受限於單一供應商生態系統。思科通用量子交換器讓不同製造商的量子設備能夠互通，從而保障現有投資並打造最佳量子環境。
5．專為全端設計：思科通用量子交換器是思科持續演進的端對端分散式量子網絡架構的一環，涵蓋硬件、軟件和應用程式層面。
思科通用量子交換器正是這段歷程中的最新里程碑，展現思科的核心願景：透過互聯量子裝置的分散式網絡，實用量子運算將在未來數年內實現，而非數十載。
