La computació quàntica pot resoldre nombrosos problemes d'optimització intractables, com ara la programació, l'enrutament i la gestió d'inventaris, que abans eren insolubles per als sistemes informàtics convencionals. Tot i això, aquesta mateixa capacitat representa una amenaça per als algoritmes de xifratge de clau pública àmpliament desplegats que s'utilitzen avui dia.
Les xarxes han d'assolir tant la preparació quàntica com la seguretat quàntica abans de l'arribada de l'era de la computació quàntica (Dia Q).
Les xarxes han d'aconseguir ambdues cosespreparació quànticaiseguretat quànticaabans de l'arribada de l'era de la computació quàntica (Dia Q).
Xarxes clàssiques vs. xarxes quàntiques
Xarxes clàssiques
Les xarxes clàssiques són omnipresents a la vida quotidiana. Els commutadors i encaminadors transmeten dades a través de cables de coure i fibres òptiques, amb protocols dissenyats per mantenir el funcionament continu del trànsit fins i tot amb senyals imperfectes. Es considera que una xarxa clàssica funciona normalment sempre que les aplicacions recuperin les dades necessàries dins d'una finestra de latència acceptable, sense necessitat de preservar l'estat precís de cada senyal. Les dades s'expressen en bits clàssics en aquestes xarxes. La distorsió o pèrdua de bits causada pel soroll o l'atenuació del senyal es corregeix habitualment mitjançant mecanismes de correcció d'errors i retransmissió.
Xarxes quàntiques
Els sistemes quàntics codifiquen, emmagatzemen i processen informació en bits quàntics (qubits) que existeixen en estats quàntics extremadament delicats. Fins i tot petites pertorbacions són capaces d'interrompre les xarxes quàntiques, cosa que exigeix la màxima fidelitat (ultraalta qualitat) per als enllaços de transmissió. Aquest estricte requisit de qualitat permet en part que els ordinadors quàntics abordin problemes complexos intractables per als ordinadors clàssics. Aprofitant les lleis de la mecànica quàntica, la computació quàntica aborda problemes sofisticats amb variables massives i restriccions contradictòries.
Consideracions pràctiques de disseny per a xarxes quàntiques
La demanda de qubits d'alta fidelitat i canals de transmissió de baix soroll desplaça directament l'enfocament del desenvolupament de xarxes quàntiques a la preservació de la integritat de la informació quàntica durant la transmissió de punta a punta a través de la xarxa. A continuació es mostren els requisits bàsics per al desplegament de xarxes quàntiques:
1. Dissenyar enllaços de pèrdues ultrabaixes
Les xarxes físiques que permeten la interconnexió entre sistemes quàntics requereixen enllaços amb una pèrdua de senyal mínima i un rendiment òptic superior. El compliment d'aquests criteris requereix dissenys de fibra més sofisticats que les xarxes estàndard de producció, com ara composicions de vidre patentades o fibres òptiques de nucli buit. Aquests tipus de fibra avançats redueixen l'atenuació del senyal i retenen millor la informació quàntica a través de la transmissió de llarga distància.
2. Rutes de dades dedicades per al trànsit quàntic
El rendiment predictible requereix rutes de transmissió aïllades exclusivament per al trànsit quàntic. Un enfocament viable és desplegar una xarxa física independent dedicada a les dades quàntiques, anàloga a les xarxes físiques separades reservades per al trànsit de còpia de seguretat o emmagatzematge. Sota aquesta arquitectura, els servidors i els sistemes quàntics estan equipats amb ports de xarxa duals. Aquesta configuració permet una optimització de xarxa específica per al trànsit quàntic sense revisar tots els components de les xarxes de producció existents.
3. Ampliar les vies de senyal quàntic de punta a punta
Les xarxes quàntiques abasten dues capes: la interconnexió entre edificis o a tota la ciutat de sistemes quàntics distribuïts, i l'encaminament intern del senyal dins de dispositius quàntics individuals. Una pila de control es troba entre les xarxes clàssiques externes i la Unitat de Processament Quàntic (QPU): ingereix trànsit de xarxa clàssic, orquestra les operacions quàntiques i interactua amb la QPU mitjançant cables de radiofreqüència (RF).
Dins d'un ordinador quàntic, aquests cables de radiofreqüència (RF) entren en un criòstat (cambra de refrigeració criogènica), on l'entorn intern s'evacua a condicions properes al buit i es refreda a temperatures més fredes que les de l'espai exterior. Posteriorment, els senyals surten del criòstat, travessen la pila de control i alimenten enllaços de fibra que connecten sistemes quàntics remots. Cada segment al llarg d'aquesta ruta de senyal requereix enginyeria especialitzada per transmetre informació quàntica de manera fiable. Els reptes crítics d'enginyeria inclouen transicions de cables sense fissures entre entorns dispars: la transició del cablejat de RF estàndard a temperatura ambient al cablejat personalitzat classificat per a condicions de funcionament de baixa temperatura extrema i proper al buit.
Xarxes a prova de futur per a l'era quàntica
Les xarxes quàntiques són pioneres en paradigmes innovadors per a la transmissió de dades, la ciberseguretat i la utilització de la informació, obrint oportunitats sense precedents per a empreses i institucions. Les organitzacions que comencin a explorar les xarxes quàntiques i la ciberseguretat postquàntica avui mateix obtindran un avantatge decisiu en la integració perfecta dels sistemes quàntics i la protecció de dades confidencials a llarg termini durant les properes dècades.
Beldenestà avaluant activament les tecnologies quàntiques emergents i les seves repercussions per a les xarxes i els sistemes operatius existents. Mantenim un diàleg continu amb l'ecosistema quàntic global, col·laborem amb companys de la indústria i institucions especialitzades, i impulsem iniciatives internes d'R+D per ajudar els nostres equips i clients a comprendre plenament els requisits de la construcció d'infraestructures preparades per a la tecnologia quàntica i segures per a la tecnologia quàntica.
Amb el suport de la nostra cartera completa de solucions de connectivitat integral, estem preparats per ajudar els clients a construir xarxes a prova de futur capaces d'evolució contínua a mesura que les tecnologies quàntiques s'incorporen al funcionament comercial general.
Data de publicació: 11 de juny de 2026