Cisco представила контроллер квантовой сети для создания уровня управления квантовыми сетями

Репортаж от Wedoany，6 октября Cisco выпустила исследовательский прототип Quantum Network Controller — контроллера квантовой сети, а также одновременно обновила Network-Aware Quantum Compiler — сетевой компилятор квантовых вычислений. Новый контроллер располагается между квантовым оборудованием и приложениями и способен автоматически выполнять распределение ресурсов квантовой сети, настройку маршрутов, мониторинг каналов и восстановление после сбоев в соответствии с требованиями приложений к конечным точкам, скорости запутывания, точности и времени.

Контроллер построен на архитектуре уровня аппаратной абстракции и предоставляет унифицированные интерфейсы для источников запутывания, квантовых коммутаторов, детекторов и систем синхронизации, что позволяет квантовым сетевым устройствам разных производителей подключаться через один и тот же уровень управления. Cisco называет эту модель обслуживания «запутывание как услуга»: приложениям не нужно напрямую конфигурировать нижележащее оптическое оборудование — вместо этого они направляют контроллеру запрос на установление запутанного соединения, а контроллер непрерывно управляет оборудованием и поддерживает состояние соединения.

Квантовые каналы не позволяют, как в традиционных сетях, напрямую считывать пакеты данных для мониторинга. Контроллер Cisco проверяет качество канала статистическим методом: при отклонении производительности он может в соответствии с заданной политикой выполнить повторную настройку, повторную попытку или повторную инициализацию; после завершения задачи приложения контроллер освобождает соответствующие аппаратные ресурсы. Сетевой компилятор квантовых вычислений, в свою очередь, отвечает за разбиение задач квантовых вычислений между различными процессорами и преобразование требуемых узлов, количества запутываний и точности в сетевые запросы, которые затем передаются контроллеру на исполнение.

Этот уровень управления построен на базе ранее выпущенного Cisco универсального квантового коммутатора. Универсальный квантовый коммутатор отвечает за маршрутизацию квантовой информации между различными режимами квантового кодирования и узлами, а новый контроллер дополнительно определяет, с кем устанавливать соединение, в каком порядке распределять ресурсы и как долго работать. Согласно сетевой модели Cisco, если все 1000 квантовых узлов соединить попарно, потребуется почти 500 тысяч отдельных каналов; общая коммутационная структура и централизованный уровень управления предназначены для сокращения потребности в таких попарных соединениях.

В феврале этого года программное обеспечение Cisco совместно с оборудованием партнёров завершило тестирование многоузлового распределения квантового запутывания и переключения запутывания на 17,6-километровом коммерческом оптоволокне, развёрнутом в Нью-Йорке, достигнув поляризационной точности более 99% при комнатной температуре. В соответствующих тестах использовалось квантовое оборудование нескольких поставщиков для проверки способности программного обеспечения координировать разнородные устройства и действующие оптоволоконные линии.

В настоящее время контроллер квантовой сети остаётся исследовательским прототипом и не поступил в стандартную коммерческую продажу. Cisco проводит проверку фактического развёртывания сети с рядом партнёров и планирует в течение примерно двух лет накопить данные эксплуатации в реальных оптоволоконных средах, включая потери в оптоволокне, вибрации, изменения окружающей среды и механизмы компенсации. Обновлённый сетевой компилятор квантовых вычислений в настоящее время предлагается с 30-дневной бесплатной пробной версией.