Les deux entreprises ont annoncé leur intention de collaborer à la mise en place des bases d'un réseau informatique quantique distribué, qui devrait voir le jour dès le début des années 2030.
D'ici cinq ans, IBM et Cisco ambitionnent de réaliser le premier prototypage d'un réseau combinant des ordinateurs quantiques individuels à grande échelle et tolérants aux erreurs, leur permettant de fonctionner ensemble pour effectuer des calculs sur des dizaines à des centaines de milliers de qubits. Ce réseau permettrait de traiter des problèmes nécessitant potentiellement des milliers de milliards de portes quantiques, opérations d'intrication fondamentales requises pour des applications quantiques transformatrices telles que les problèmes d'optimisation à grande échelle ou la conception de matériaux et de médicaments complexes.
IBM et Cisco ont l'intention d'étudier le développement de matériel et de logiciels quantiques capables de relier physiquement entre eux de nombreux ordinateurs quantiques à grande échelle et tolérants aux erreurs afin de former un réseau informatique quantique distribué. La vision de Cisco pour un datacenter quantique comprend une architecture d'infrastructure de réseau quantique qui pourrait faire du calcul quantique distribué une réalité dans un avenir proche. Cette vision inclue une couche matérielle et logicielle complète qui vise à préserver les états quantiques fragiles, à distribuer les ressources d'intrication, à faciliter la téléportation entre les ordinateurs quantiques et à synchroniser les opérations avec une précision inférieure à la nanoseconde. Pour aller au-delà de la simple connexion entre deux ordinateurs quantiques distincts mais physiquement proches, IBM et Cisco prévoient d'étudier comment transmettre des qubits sur de plus longues distances, par exemple entre des bâtiments ou des datacenters. Pour y parvenir, les entreprises exploreront les technologies de transducteurs optiques-photonique et micro-ondes-optique, et étudieront comment les intégrer dans un réseau quantique afin de transférer des informations quantiques selon les besoins.
La connexion entre plusieurs ordinateurs quantiques nécessitera une interface appropriée. IBM prévoit de construire une unité de réseau quantique (QNU : quantum networking unit) qui servira d'interface avec une unité de traitement quantique (QPU : quantum processing unit). Sa mission explicite consistera à convertir les informations quantiques stationnaires de la QPU en informations quantiques « volantes » via la QNU, afin de les relier potentiellement ensuite à plusieurs ordinateurs quantiques au sein d'un réseau. Le réseau quantique de Cisco viserait à distribuer les intrications à des paires arbitraires de ces QNU à la demande afin de permettre le transfert d'informations quantiques nécessaires à un algorithme ou une application quantique donné. À cette fin, Cisco développe un cadre de protocole logiciel à haut débit capable de reconfigurer de manière continue et dynamique les chemins réseau afin que les intrications puissent être distribuées aux QNU une fois leurs calculs partiels terminés.
Ensemble, les deux entreprises prévoient d'étudier comment un pont réseau, composé de matériel innovant et de logiciels open source, pourrait utiliser les nœuds du réseau quantique Cisco pour relier plusieurs QPU IBM au sein d'un datacenter via son interface QNU. À l'avenir, cette approche pourrait être étendue pour relier des QPU réparties entre plusieurs datacenters. Cela permettrait de déployer un réseau quantique plus vaste sur des distances encore plus grandes, établissant ainsi les fondements d'un futur internet quantique.
