Společnost Cisco přichází s průlomovou novinkou v podobě univerzálního kvantového přepínače. Jde o první zařízení na světě schopné propojit kvantové počítače od různých výrobců, a zároveň udržet kvalitu přenosu kvantových informací s fidelitou přes 96 %. Průměrná degradace kvality přenosu tedy dosahuje hodnoty méně než 4 %, což je v kontextu kvantové fyziky výjimečný úspěch. Zařízení navíc funguje při pokojové teplotě a využívá stávající optickou infrastrukturu, čímž zásadně snižuje bariéry pro budování kvantových sítí.
Kvantové počítače a problém kompatibility
„Dnešní kvantové počítače čelí zásadnímu problému. Každý výrobce kóduje kvantovou informaci jiným fyzikálním způsobem – jako polarizaci světelných vln, časové okno pulzů, frekvenci světla nebo fyzickou cestu fotonů. Dosud žádné zařízení neumělo mezi těmito „jazyky“ překládat, aniž by nenávratně zničilo kvantovou informaci. Cisco tento problém vyřešilo patentovaným konverzním systémem, který pracuje jako simultánní tlumočník mezi různými kvantovými technologiemi. Teprve propojení mnoha kvantových počítačů do sítě odemyká plný potenciál kvantových výpočtů a praktické nasazení ve vědě, výzkumu i průmyslu,“ říká Jiří Rott, technický ředitel Cisco Česká republika.
Technologie, která mění pravidla hry
Kvantový svět funguje podle odlišných zákonitostí než klasická IT infrastruktura. Klíčovým měřítkem kvality přenosu není procento chyb, ale takzvaná fidelita – číslo vyjadřující, nakolik přenesený kvantový stav odpovídá originálu. Univerzální kvantový přepínač od společnosti Cisco dosahuje fidelity přes 96 %, resp. degradace nižší než 4 %. To je srovnatelný nebo lepší výsledek než u jiných kvantových technologií, ovšem zařízení Cisco dosahuje tohoto výsledku za podmínek, které ostatní technologie nedokážou. Tedy při pokojové teplotě, bez speciálního chlazení a s podporou všech hlavních způsobů kódování najednou.
„Supravodivé qubity sice mohou dosahovat nižší chybovosti, ale potřebují chlazení na téměř minus 273 stupňů Celsia a zvládají pouze jeden typ kódování. Náš switch dosahuje srovnatelné věrnosti přenosu při pokojové teplotě na standardních vláknech a zároveň překládá mezi různými kvantovými systémy. To je kombinace, která doposud nebyla dostupná,“ vysvětluje Rott.
Klíčové technické vlastnosti univerzálního kvantového přepínače Cisco:
- Podpora všech hlavních způsobů kódování: polarizace, časové okno pulzů, frekvence světla i fyzická cesta fotonů
- Fidelita přes 96 %: v testech degradace kvality přenosu průměrně nižší než 4 %, přičemž zbývající chyby lze dále eliminovat algoritmicky pomocí kvantové korekce chyb
- Provoz při pokojové teplotě: řešení nevyžaduje kryogenní chlazení ani speciální laboratorní zázemí, což výrazně usnadňuje praktické nasazení a snižuje náklady na provoz
- Kompatibilita se stávající infrastrukturou: přepínač pracuje na standardních telekomunikačních optických kabelech, které dnes přenášejí klasický internetový provoz
Stavební kámen kvantového internetu
Univerzální kvantový přepínač od společnosti Cisco není izolovaným produktem, ale součástí uceleného ekosystému pro kvantové sítě. Ten zahrnuje také kvantový čip generující provázané páry fotonů nezbytné pro přenos informace ve formě qubitů, kvantový kompilátor orchestrující výpočty napříč více procesory a aplikační vrstvu zahrnující nástroje Quantum Sync a Quantum Alert.
Motivace pro budování kvantových sítí je přitom jasná: dnešní kvantové počítače pracují s řádově stovkami qubitů, zatímco reálné aplikace v medicínském výzkumu, finančním modelování, státních službách nebo vesmírném průmyslu budou vyžadovat miliony qubitů. Propojením mnoha menších kvantových počítačů do sítě lze dosáhnout výkonu, který by jinak vyžadoval jeden obří a dosud nerealizovatelný stroj.
Výzkum pokračuje, komerční nasazení se blíží
Univerzální kvantový přepínač je aktuálně ve fázi výzkumného prototypu. Experimentálně byl ověřen pro polarizační kódování, podpora pro časové a frekvenční kódování je zabudována v designu a čeká na validaci. Kompletní vědecké výsledky Cisco plánuje publikovat na platformě ArXiv. Zájemci z řad odborné veřejnosti se mohou přihlásit na webinář k tématu, který se koná 28. května 2026.
Cisco dlouhodobě buduje kvantové výzkumné kapacity, výsledky vědeckého týmu jsou průběžně publikovány na research.cisco.com/quantum.
Zdroj: Madison Public Affairs
