思科联合IBM研发大规模量子网络，或许将改变网络未来

在全球科技变革的大潮中，量子技术也是当下一个热门的方向，2025年11月20日，网络设备巨头思科和IBM在美国宣布计划就网络化分布式量子计算的基础开展合作，目标最早在2030年代初期实现。通过结合IBM在构建实用量子计算机领域的领导地位与思科的量子网络创新，两家公司计划探索如何超越IBM的宏伟路线图，扩展大规模容错量子计算机的规模。这两个巨头的合作，预示着量子计算从理论研究向构建大规模、容错的量子计算机网络的突破，这或许将改变量子计算的发展轨迹，也为未来的量子计算互联网奠定了基础。

关于这场合作，IBM研究部副总裁兼IBM Fellow Jay Gambetta指出：“我们的路线图包括在本十年末期交付大规模、容错的量子计算机。通过与思科的合作，我们将探索如何将多个量子计算机链接成一个分布式网络，从而进一步提升量子计算的计算能力。我们的愿景是推动量子计算在高性能计算架构中的应用，突破其现有的限制。”

而思科Outshift部门总经理Vijoy Pandey则强调：“要让量子计算达到实用规模，不仅仅是建造更大规模的单一量子计算机，更重要的是将它们连接起来。IBM正在推动量子计算的规模化，而我们则在推动量子网络的发展，构建可扩展的量子计算系统。我们正在解决一个完整的系统性问题，涵盖了量子计算机连接硬件、跨计算机运行计算的软件以及支持网络智能。”

在这一合作中，IBM和思科的联合努力将专注于量子计算机的连接和扩展，他们计划通过创新的量子网络单元（QNU），将多个量子计算机的处理能力整合到一个分布式系统中，从而实现跨物理环境的量子信息共享与计算。

图片来源IBM官方素材

那么，有读者会问量子计算网络如何跨越物理限制？所以IBM与思科计划开发一系列量子硬件和软件，将多个大规模、容错的量子计算机连接起来，形成一个分布式的量子计算网络。这一目标的实现，将使得量子计算不仅限于单一计算机的处理能力，而是跨越不同的物理位置，通过网络共享计算资源。

双方计划于2030年底前完成首个概念验证，届时将展示如何在不同的低温环境下将多个量子计算机的量子比特（qubits）纠缠在一起。这一创新不仅要求突破现有的硬件连接技术，还需要研发新的微波光学转换器以及相关的软件支持系统。

在此过程中，思科将发挥其在量子网络领域的核心优势，利用其开发的高速度量子网络协议框架，为量子信息的传输提供动态且高效的路径选择，而IBM则专注于量子计算机硬件的发展，尤其是在量子网络单元（QNU）方面的创新。这一合作将在量子计算的基础设施层面完成新的突破，确保量子计算机的高效、稳定联网。

说到这里，我们就来聊聊量子数据中心架构，这是思科提出的构想，旨在为量子计算网络提供基础设施，确保量子态的稳定性和传输效率。这一架构包括硬件和软件栈，能够保护脆弱的量子态、分配纠缠资源、支持量子计算机之间的量子传输（量子瞬移），并以亚纳秒级精度同步操作。

为了扩展现有的连接能力，IBM和思科将进一步探索如何通过光学-光子和微波-光学转换技术，在更远的距离上传输量子比特。例如，在不同建筑物或数据中心之间传输量子信息。这一技术的突破，将为构建跨越多个数据中心的大规模量子网络提供可能。

同时IBM计划构建量子网络单元（QNU），它将作为量子处理单元（QPU）与量子计算机网络之间的接口，负责将量子信息从“静态”的量子处理单元转换为“飞行”的量子信息。这一接口技术将成为量子计算机联网的关键，使得多个量子计算机可以在全球范围内协同工作，进行复杂的计算任务。

思科的量子网络将负责动态分配量子纠缠资源，支持不同量子处理单元之间的协作计算。通过量子网络节点，思科的系统能够确保在需求基础上灵活地重配置计算路径，从而实现更加高效的量子计算和数据传输。

这一创新的合作不仅仅是量子计算机之间的简单互联，而是为未来量子计算互联网的诞生奠定基础。量子计算互联网将连接全球范围内的量子计算资源，打破地域和物理限制，允许量子计算机、量子传感器和量子通信系统之间进行高效的信息交换。

这一构想的实现，将彻底改变传统互联网的运作模式，带来更加安全、精准的通信技术，以及能够实时监测气候变化、天气变化和地震活动等领域的突破。

通过这种合作，IBM与思科将共同推动量子计算和量子网络的跨界融合，探索如何将量子计算技术与高性能计算结合，提升未来计算的能力。量子计算互联网的到来，将是全新科技架构的开端。

在推进量子计算网络的同时，IBM和思科还计划共同资助学术研究和合作项目，推动量子生态系统的发展。IBM的量子计算研究与美国能源部的超导量子材料与系统中心（SQMS）合作，探索在量子数据中心中使用多个QNU的可能性。预计在未来三年内，IBM和SQMS将首次展示多个量子处理单元（QPU）的连接。

在这些合作项目中，IBM和思科将共同推动量子计算硬件和软件的标准化进程，推动学术界和业界在量子技术方面的深度合作。通过跨领域的技术创新与研究合作，这一合作将加速量子计算领域的整体进展。

通过建立分布式和可扩展的量子计算网络，IBM和思科将为量子计算的发展打开新的天地，形成一个具有指数级计算能力的技术生态系统。这个系统将不仅在传统计算机无法应对的复杂问题上发挥作用，还可能引领新一代技术革命，推动量子计算互联网的形成。

图片来源IBM官方素材

正如IBM和思科所展望的那样，量子计算互联网不仅能够实现量子计算机之间的高度互联，还能够连接各类量子技术，开启未来更广阔的应用场景，如超安全通信、精准气候监测和全球规模的量子数据分析。

量子计算机的崛起，标志着人类计算能力的极限正在不断突破。IBM与思科的联合计划，显然是量子计算技术走向实际应用的关键一步。随着这些前沿技术的不断推进，或许量子计算互联网的未来已经不再遥远。

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