Cisco lança "Switch Quântico Universal"…… A competição em computação quântica está mudando do hardware para o campo de redes

A Cisco Systems ($CSCO) revelou na semana passada o “Switch Quântico Geral”, que destaca que o núcleo da expansão da computação quântica não está no desempenho de um único dispositivo, mas na “rede”. Isso significa que os computadores quânticos não permanecem mais na fase de dispositivos experimentais isolados, mas estão evoluindo para uma “rede quântica” interconectada.

Atualmente, problemas de alta complexidade como simulação molecular, descoberta de novos materiais, otimização de portfólios e cálculos de escalonamento em grande escala requerem entre 100 mil e 1 milhão de qubits lógicos para serem resolvidos. No entanto, de acordo com o principal roteiro, mesmo até 2030, a realidade só atingirá alguns milhares, ou no máximo dezenas de milhares, no estágio inicial. Por causa dessa lacuna, a indústria está mudando o foco para “computação quântica distribuída”, ou seja, conectar múltiplos processadores menores para operarem como um sistema único, ao invés de depender de um supercomputador quântico de grande escala.

Por que é necessário uma rede quântica

Redes de computadores tradicionais apenas trocam resultados de cálculo, mas no domínio quântico, a situação é diferente. Para que múltiplos dispositivos operem como um sistema integrado, é necessário transmitir o estado quântico em si, mantendo o “emaranhamento”. Nesse processo, switches capazes de alterar o caminho sem destruir as propriedades quânticas dos fótons são essenciais.

O switch quântico universal da Cisco foi projetado especificamente para esse papel. Ele visa transmitir fótons emaranhados através de fibras ópticas comuns em temperatura ambiente, preservando as informações quânticas enquanto processa múltiplos tipos de codificação. Em particular, ao contrário de switches ópticos convencionais, ele utiliza um “Conversor de Estado Quântico” interno para evitar a destruição do estado quântico.

Além disso, suporta principais métodos de codificação quântica como polarização, tempo de armazenamento, frequência e caminho, podendo convertê-los entre si, permitindo que sistemas quânticos com diferentes codificações operem na mesma rede. Isso abre possibilidades para dispositivos baseados em átomos neutros, supercondutores e fótons operarem na mesma infraestrutura.

A visão da Cisco para a “Internet Quântica”

A Cisco já revelou anteriormente um chip gerador de pares de fótons emaranhados capaz de produzir cerca de 200 milhões de pares por segundo. Com o switch, além de softwares relacionados à distribuição, troca e teleportação quântica, a indústria avalia que foi criado um arcabouço preliminar de “Emissor - Arquitetura de Rede - Sistema de Controle”.

Em experimentos realizados com parceiros como a Qunnect na região metropolitana de Nova York, a Cisco demonstrou velocidades de troca de emaranhamento que superaram os níveis de laboratórios existentes, em trechos de alguns quilômetros. Isso é interpretado como um sinal de que a rede quântica deixou de ser apenas teórica e entrou na fase de integração com infraestrutura de comunicação real.

Do ponto de vista de mercado, um aspecto importante é que o valor econômico da computação quântica pode não vir da venda de dispositivos isolados, mas do “uso compartilhado de recursos”. Assim como empresas atualmente utilizam CPUs e GPUs na nuvem sob demanda, no futuro, recursos quânticos provavelmente serão oferecidos via rede de forma agregada.

Vantagens da Cisco

Redes quânticas não são exclusivas de empresas de hardware quântico. Elas dependem de infraestrutura de comunicação óptica existente, protocolos de internet (IP), softwares de controle e sistemas de segurança, que é justamente o ponto forte da Cisco.

Por meio de sua organização de incubação Outshift, a Cisco está desenvolvendo uma arquitetura completa que inclui chips quânticos, switches, compiladores, orquestração, correção distribuída e integração de criptografia pós-quântica. Além disso, a empresa colabora com IBM Quantum, Atom Computing e outras, acumulando experiência na conexão de dispositivos em ambientes reais.

O mais importante é que, ao operar em temperatura ambiente e suportar bandas de comunicação, a Cisco consegue maximizar o uso da infraestrutura de fibra óptica e ecossistema de comunicações ópticas existentes. Isso reduz a dependência de infraestrutura especial, como links de temperatura extremamente baixa, facilitando a adoção por operadoras de telecomunicações e provedores de nuvem.

Preparação do setor de TI para o futuro

No curto prazo, é improvável que a maioria das empresas implemente switches quânticos já no próximo ano. Contudo, nos próximos 3 a 5 anos, a escolha da arquitetura de rede terá grande impacto na capacidade de adaptação à transição quântica.

Especialistas recomendam que a computação quântica seja vista inicialmente como um serviço de rede de múltiplos fornecedores, e não uma tecnologia de fornecedor único. Isso implica considerar, ao planejar centros de dados e redes de longa distância, a conexão entre grandes provedores de nuvem, provedores de nuvem quântica especializados e dispositivos locais.

Além disso, na área de segurança, é necessário planejar a transição para criptografia pós-quântica e estratégias de rede quântica. Computadores quânticos podem ameaçar os sistemas criptográficos atuais, mas, por outro lado, redes quânticas podem oferecer modelos de segurança mais robustos. A questão central será como projetar uma infraestrutura híbrida que permita a coexistência de redes clássicas e ligações quânticas.

O anúncio da Cisco indica que a computação quântica está saindo do estágio de “experimentos físicos” e se tornando uma questão de infraestrutura de longo prazo para TI empresarial. O sucesso na era quântica dependerá não apenas de quem obter mais qubits primeiro, mas também de quem conectar esses recursos de forma mais eficiente.