Приложения должны иметь возможность заявлять о своих требованиях к квантовой сети и получать результат. Операторам не нужно предоставлять эту услугу устройство за устройством, линия за линией, команда за командой.

Обеспечьте запутанность между этими конечными точками через масштабируемую фабрику с заданной точностью и скоростью тогда, когда это нужно мне, и ровно на столько, на сколько это необходимо.

Сеть должна разобраться со всем остальным: автоматически повторять попытки до успешного установления запутанности, выдерживать жесткие временные рамки, которых требуют квантовые операции, никогда не считывать переносимую квантовую информацию и делать все это для множества приложений и арендаторов, будь то рабочая нагрузка для вычислений, безопасности или зондирования.

Прямо сейчас работа квантовой сети похожа на вождение автомобиля, в котором вы держитесь за каждую деталь: одна рука на руле, две на каждой оси, несколько на топливной магистрали, и еще кто-то охлаждает двигатель. Вы же не хотите вручную поворачивать каждое колесо, настраивать двигатель, переключать каждую передачу и калибровать рулевое управление каждый раз, когда вам нужно куда-то поехать. В какой-то момент механика должна скрыться за интерфейсом, чтобы вы могли просто вести машину, и квантовые сети наконец дошли до этого момента.

Сегодня Cisco представляет два исследовательских прототипа, которые поднимают квантовые сети с уровня устройств на сетевой уровень: Cisco’s Quantum Network Controller, плоскость управления для квантовых сетей, и ее первое нативное приложение — обновленный релиз Cisco’s Network-Aware Quantum Compiler.

Зачем квантовой сети плоскость управления?

Необходимые нам кубиты все еще намного превосходят то, что содержит любой отдельный квантовый процессор, и этот разрыв не сократить простым добавлением кубитов. Масштабирование должно достигаться как за счет соединения машин, так и за счет их роста. Именно такую сеть проектирует Cisco: масштабируемую, интероперабельную, безопасную и созданную для работы с реальным оптоволокном.

До сих пор квантовые сети строились по принципу «точка-точка», по одному каналу за раз, что ограничивало их горсткой узлов. При таком масштабе управление ими с помощью ПО, написанного вручную, было мучительным, но выполнимым.

Ранее в этом году Cisco представила Universal Quantum Switch, исследовательский прототип, который открыл путь к масштабируемому, общему, универсальному квантовому соединению между различными модальностями.

Для соединения 1000 квантовых узлов по схеме «точка-точка» требуется около 500 000 выделенных каналов. Коммутатор разработан таким образом, чтобы каждый узел мог связаться с любым другим узлом через единую общую фабрику. Как только эта фабрика масштабируется, определение того, кто получает запутанность, какого качества, в каком порядке, с какими гарантиями и в какие сроки, перестает быть задачей человеческого масштаба. Для этого требуется программное обеспечение, координирующее каждое устройство с точностью до микросекунд, которой требуют квантовые операции. Контроллер является именно таким координатором.

Что на самом деле делает Cisco’s Quantum Network Controller?

Контроллер предоставляет интерфейс для каждой категории устройств — источников, коммутаторов, детекторов и систем синхронизации — с уровнем абстракции оборудования (HAL) под ним, поэтому аппаратное обеспечение любого вендора из этой категории подключается одинаково.

Приложение запрашивает запутанность, указывая конечные точки, скорость, точность и необходимые временные характеристики, не зная, как именно все это физически производится. Мы называем эту модель «Запутанность как услуга» (Entanglement-as-a-Service, EaaS). Она делает для запутанности то же самое, что общая облачная инфраструктура сделала для циклов ЦП, превращая ресурс, для которого раньше требовалось выделенное физическое соединение, в нечто, планируемое сетью по требованию.

Поскольку информацию в квантовом состоянии нельзя считать, не разрушив ее, контроллер не может проверять трафик так, как это делает классический инструмент мониторинга. Вместо этого он статистически проверяет качество канала, применяет предопределенную настройку, повторную попытку или реинициализацию при ухудшении производительности и передает задачу человеку только в том случае, если самокоррекция не удалась. Контроллер не выдает запутанность один раз и не самоустраняется; он продолжает проверять, остается ли канал исправным до тех пор, пока приложение использует его, и высвобождает аппаратное обеспечение в тот момент, когда работа заканчивается.

В феврале 2026 года программное обеспечение Cisco координировало распределение и обмен многоузловой запутанностью с использованием аппаратного обеспечения партнеров на участке развернутого коммерческого телекоммуникационного волокна длиной 17,6 километра (около 11 миль) в Нью-Йорке, достигнув точности поляризации более 99% при комнатной температуре. Развертывание показало, что программное обеспечение Cisco может координировать квантовое оборудование от нескольких производителей на действующем развернутом волокне.

Что такое Cisco’s Network-Aware Quantum Compiler и как он связан с контроллером?

Компилятор решает, как квантовая программа распределяется по процессорам, и преобразует это решение в сетевой запрос. Он не получает никаких привилегий: универсальный интерфейс одинаково обрабатывает любое приложение, включая сторонний компилятор.

Компилятор и контроллер разделяют работу по замыслу. Компилятор планирует вычисления, определяя, какой объем запутанности сеть должна обеспечить, между какими узлами и с какой точностью. Контроллер доставляет ее на аппаратном уровне.

Вычисления — это лишь одно из нескольких применений. Приложения безопасности и координации, такие как Quantum Alert и Quantum Sync, уже сегодня запрограммированы запрашивать запутанность аналогичным образом, а за ними последует зондирование. В основе всего лежит HAL — интерфейс между контроллером и оборудованием от разных производителей, поэтому источники, коммутаторы и тайм-теггеры от бруклинской компании Qunnect, Swabian Instruments и других подключаются одинаково.

Что это значит для будущего

Cisco Universal Quantum Switch сделал физически возможной маршрутизацию квантовой информации между устройствами, говорящими на разных языках. Наш контроллер делает операционно возможным постоянно решать, какой из этих маршрутов будет построен, для кого и когда. Больше никому не нужно держаться за каждую деталь; теперь мы можем рассматривать квантовую сеть как систему, которая предоставляет услугу — будь то разработчику приложений, оператору или поставщику аппаратных устройств.

Контроллер

Компилятор доступен в виде бесплатной 30-дневной пробной версии, а команды, заинтересованные в разработке на базе контроллера, могут связаться с нами.

Свяжитесь с нами

Присоединяйтесь к нам на Cisco Quantum Research Summit на этой неделе и зарегистрируйтесь на наш бесплатный виртуальный Shift.Forward() conference 27 октября 2026 г.