Cisco meluncurkan "Switch Kuantum Umum"…… Kompetisi komputasi kuantum, sedang beralih dari perangkat keras ke bidang jaringan

Cisco Systems ($CSCO) minggu lalu mengumumkan secara terbuka “Switch Kuantum Umum” yang secara jelas menunjukkan bahwa inti dari perluasan komputasi kuantum bukan pada kinerja perangkat tunggal, tetapi pada “jaringan”. Ini berarti komputer kuantum tidak lagi berhenti di tahap perangkat eksperimen yang terisolasi, melainkan berkembang menuju “jaringan kuantum” yang saling terhubung.

Industri saat ini menantikan masalah-masalah kompleks seperti simulasi molekul, penemuan bahan baru, optimisasi portofolio, dan perhitungan jadwal skala besar, yang membutuhkan 100.000 hingga 1 juta qubit logika untuk diselesaikan. Namun, berdasarkan peta jalan utama, bahkan hingga tahun 2030, kenyataannya hanya akan mencapai beberapa ribu, paling banyak puluhan ribu pada tahap awal. Karena jarak ini, industri beralih ke arah “komputasi kuantum terdistribusi”, yaitu menghubungkan beberapa prosesor kecil agar berfungsi seperti satu sistem tunggal, bukan bergantung pada satu komputer kuantum super besar.

Mengapa diperlukan jaringan kuantum

Jaringan komputer tradisional hanya perlu bertukar hasil komputasi, tetapi bidang kuantum berbeda. Jika beberapa perangkat ingin beroperasi seperti satu sistem terintegrasi, mereka harus mampu mentransfer keadaan kuantum itu sendiri sambil mempertahankan “entanglement”. Dalam proses ini, switch yang mampu mengubah jalur tanpa merusak sifat kuantum foton sangat penting.

Switch kuantum umum Cisco dirancang sebagai perangkat penelitian untuk peran ini. Ia bertujuan mentransmisikan foton berentang dalam serat komunikasi biasa pada suhu kamar, sambil mempertahankan informasi kuantum dan mendukung berbagai metode encoding. Khususnya, berbeda dari switch optik biasa, fitur utamanya adalah menggunakan “konverter keadaan kuantum” internal untuk menghindari kerusakan keadaan kuantum.

Selain itu, switch ini mendukung metode encoding kuantum utama seperti polarisasi, time-bin, frekuensi, dan jalur, serta mampu melakukan konversi antar metode tersebut, sehingga sistem kuantum yang menggunakan metode berbeda dapat terhubung dalam jaringan yang sama. Ini membuka kemungkinan bagi perangkat berbasis atom netral, superkonduktor, dan foton untuk beroperasi bersama dalam infrastruktur yang sama.

Tujuan Cisco adalah fondasi “Internet Kuantum”

Cisco sebelumnya pernah mengumumkan chip sumber entanglement yang dapat menghasilkan sekitar 200 juta pasangan foton berentang per detik. Bersama switch ini dan perangkat lunak terkait distribusi, pertukaran, dan teleportasi kuantum, industri menilai mereka telah membangun kerangka “pemancar-arsitektur jaringan-sistem kontrol” secara awal.

Dalam eksperimen bersama mitra Qunnect di kawasan metropolitan New York, Cisco menunjukkan kecepatan pertukaran entanglement yang melampaui tingkat laboratorium dalam jarak beberapa kilometer. Ini dipandang sebagai sinyal bahwa jaringan kuantum tidak lagi sekadar teori, tetapi telah memasuki tahap penggabungan dengan infrastruktur komunikasi nyata.

Dari sudut pandang pasar, satu hal penting adalah nilai ekonomi dari komputasi kuantum mungkin tidak berasal dari penjualan perangkat tunggal, tetapi dari “berbagi sumber daya”. Seperti halnya perusahaan saat ini menggunakan CPU dan GPU cloud secara on-demand, sumber daya komputasi kuantum di masa depan kemungkinan besar akan disediakan melalui jaringan secara bundel.

Keunggulan Cisco

Jaringan kuantum bukan domain eksklusif perusahaan perangkat keras kuantum. Ia membutuhkan infrastruktur komunikasi optik yang ada, protokol internet (IP), perangkat lunak kontrol, dan sistem keamanan yang bekerja sama. Inilah kekuatan utama Cisco.

Melalui organisasi inkubasinya Outshift, Cisco sedang mengembangkan arsitektur komprehensif yang mencakup chip kuantum, switch, compiler, orkestrasi, koreksi kesalahan terdistribusi, dan integrasi kriptografi pasca-quantum. Selain itu, Cisco bekerja sama dengan perusahaan seperti IBM Quantum dan Atom Computing yang menggunakan pendekatan kuantum berbeda, mengumpulkan pengalaman menghubungkan perangkat dalam lingkungan nyata.

Yang paling penting adalah operasional suhu kamar dan dukungan terhadap pita komunikasi, memungkinkan mereka memanfaatkan infrastruktur serat optik dan ekosistem komunikasi optik yang ada secara maksimal. Ini mengurangi ketergantungan pada infrastruktur khusus seperti jalur suhu sangat rendah, sehingga menurunkan hambatan penggunaan bagi operator telekomunikasi dan penyedia layanan cloud.

Persiapan industri TI saat ini

Dalam jangka pendek, sebagian besar perusahaan tidak akan mengadopsi switch kuantum dalam waktu setahun. Namun, dalam 3 hingga 5 tahun ke depan, pilihan arsitektur jaringan akan sangat mempengaruhi kemampuan mereka dalam menghadapi transformasi kuantum.

Para ahli menyarankan agar pertama-tama menganggap komputasi kuantum sebagai “layanan jaringan multi-vendor”, bukan teknologi dari satu vendor tunggal. Ini berarti saat merancang strategi pusat data dan jaringan luas, harus mempertimbangkan koneksi antara penyedia cloud besar, cloud kuantum profesional, dan perangkat lokal.

Selain itu, dari segi keamanan, perlu dipertimbangkan transisi ke kriptografi pasca-quantum dan respons terhadap jaringan kuantum. Komputer kuantum dapat mengancam sistem kriptografi saat ini, tetapi sebaliknya, jaringan kuantum juga dapat menawarkan model keamanan yang lebih kuat. Pada akhirnya, desain struktur hybrid yang memungkinkan jaringan klasik dan jalur kuantum berkoeksistensi akan menjadi fokus utama.

Pengumuman Cisco ini menunjukkan bahwa komputasi kuantum sedang melampaui tahap “eksperimen fisik” dan bertransformasi menjadi isu infrastruktur yang harus dimasukkan ke dalam peta jalan jangka menengah dan panjang perusahaan TI. Keberhasilan di era kuantum tidak hanya bergantung pada siapa yang mendapatkan lebih banyak qubit terlebih dahulu, tetapi juga semakin bergantung pada siapa yang dapat menghubungkan sumber daya ini secara paling efisien.