Cisco lance le "commutateur quantique universel"…… La compétition en calcul quantique passe de l'équipement matériel au domaine du réseau

Cisco Systems (CSCO) a publié la semaine dernière un “commutateur quantique universel” qui indique clairement que l’expansion de l’informatique quantique ne dépend pas uniquement des performances d’un seul appareil, mais du “réseau”. Cela signifie que l’ordinateur quantique ne reste plus au stade d’équipement expérimental isolé, mais évolue vers un “réseau quantique” interconnecté.

Le secteur s’attend actuellement à ce que des problèmes complexes tels que la simulation moléculaire, la découverte de nouveaux matériaux, l’optimisation de portefeuilles et le calcul à grande échelle nécessitent entre 100 000 et 1 million de qubits logiques pour être résolus. Cependant, selon la feuille de route principale, même d’ici 2030, la situation réelle ne pourra atteindre que quelques milliers, voire quelques dizaines de milliers au stade initial. En raison de cet écart, l’industrie se tourne vers le “calcul quantique distribué”, c’est-à-dire connecter plusieurs petits processeurs pour qu’ils fonctionnent comme un seul système, plutôt que de dépendre d’un superordinateur quantique unique.

Pourquoi un réseau quantique est-il nécessaire

Les réseaux informatiques traditionnels échangent uniquement des résultats de calcul, mais ce n’est pas le cas dans le domaine quantique. Si plusieurs appareils doivent fonctionner comme un système intégré, ils doivent transmettre l’état quantique lui-même tout en maintenant l’“intrication”. Dans ce processus, un commutateur capable de changer de chemin sans détruire la propriété quantique du photon est indispensable.

Le commutateur quantique universel de Cisco est précisément conçu pour ce rôle. Il vise à transmettre des photons intriqués via une fibre optique de communication ordinaire à température ambiante, tout en conservant l’information quantique et en traitant diverses méthodes de codage. En particulier, contrairement à un commutateur optique ordinaire, il utilise un “convertisseur d’état quantique” interne pour éviter de détruire l’état quantique.

De plus, il supporte les principales méthodes de codage quantique telles que la polarisation, le temps de stockage, la fréquence et le chemin, et peut effectuer des conversions entre elles, permettant ainsi à des systèmes quantiques utilisant différentes méthodes de se connecter dans le même réseau. Cela ouvre la possibilité pour des appareils basés sur des atomes neutres, des supraconducteurs et des photons de fonctionner ensemble sur une même infrastructure.

L’objectif de Cisco : poser les bases de “l’Internet quantique”

Cisco a déjà annoncé un puce source d’intrication capable de produire environ 200 millions de paires de photons intriqués par seconde. Avec ce commutateur et la pile logicielle associée à la distribution, à l’échange et à la téléportation quantique, l’industrie estime qu’il a initialement construit un cadre “émetteur-réseau-contrôle”.

Dans une expérience menée avec le partenaire Qunnect dans la région métropolitaine de New York, Cisco a démontré un taux d’échange d’intrication dépassant celui des laboratoires existants sur plusieurs kilomètres. Cela est interprété comme un signal indiquant que le réseau quantique n’est plus une théorie, mais entre dans une phase où il se combine avec l’infrastructure de communication réelle.

Du point de vue du marché, un point clé est que la valeur économique de l’informatique quantique ne réside probablement pas dans la vente d’appareils individuels, mais dans le “partage des ressources”. Tout comme les entreprises utilisent aujourd’hui à la demande des processeurs centraux (CPU) et des unités de traitement graphique (GPU) dans le cloud, à l’avenir, les ressources quantiques seront probablement proposées via un réseau en bundle.

Les avantages de Cisco

Les réseaux quantiques ne sont pas l’exclusivité des fabricants de matériel quantique. Ils nécessitent une infrastructure de communication optique existante, un réseau Internet Protocol (IP), des logiciels de contrôle et un système de sécurité intégrés. C’est précisément là que Cisco excelle.

Grâce à son organisation incubatrice Outshift, Cisco développe une architecture globale intégrant des puces quantiques, des commutateurs, des compilateurs, de l’orchestration, de la correction d’erreurs distribuée et de la cryptographie post-quantique. De plus, Cisco collabore avec des entreprises telles qu’IBM Quantum et Atom Computing, utilisant différentes approches quantiques, pour accumuler de l’expérience dans la connexion d’appareils en environnement réel.

L’aspect le plus crucial est que son fonctionnement à température ambiante et le support des bandes de communication lui permettent de maximiser l’utilisation de l’infrastructure de fibre optique et de l’écosystème de communication optique existants. Cela réduit la dépendance à des infrastructures spéciales (comme des liens cryogéniques ultra-bas température), abaissant ainsi la barrière d’entrée pour les opérateurs télécoms et les fournisseurs de cloud.

Ce que l’industrie IT doit préparer maintenant

À court terme, la majorité des entreprises ne sont pas susceptibles d’introduire un commutateur quantique dès l’année prochaine. Cependant, dans 3 à 5 ans, le choix de l’architecture réseau aura un impact majeur sur leur capacité à s’adapter à la transition quantique.

Les experts recommandent de considérer d’abord l’informatique quantique comme un “service réseau multi-fournisseurs”, plutôt que comme une technologie d’un seul fournisseur. Cela implique, lors de la planification des centres de données et des réseaux étendus, de prendre en compte la connexion entre grands fournisseurs de cloud, clouds quantiques spécialisés et appareils locaux.

De plus, en matière de sécurité, il est nécessaire de préparer à la fois la transition vers la cryptographie post-quantique et la gestion des réseaux quantiques. Les ordinateurs quantiques pourraient menacer les systèmes cryptographiques actuels, mais inversement, les réseaux quantiques pourraient offrir des modèles de sécurité renforcés. Finalement, la conception d’une architecture hybride où les réseaux classiques coexistent avec les liaisons quantiques sera probablement une question centrale.

La publication de Cisco indique que l’informatique quantique dépasse désormais le stade des “expériences physiques” pour devenir une infrastructure fondamentale à intégrer dans la stratégie IT à moyen et long terme. La victoire dans l’ère quantique dépendra non seulement de qui obtiendra le plus de qubits en premier, mais aussi de qui pourra connecter ces ressources de manière la plus efficace.