思科发布“通用量子交换机”…量子计算竞争由硬件转向网络？_新闻

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思科发布“通用量子交换机”…量子计算竞争由硬件转向网络？

2026-04-29 03:27:16

思科系统公司（CSCO）上周公布的“通用量子交换机”清楚地表明，量子计算扩展的关键并非在于单个设备的性能，而在于“网络”。这意味着量子计算机已不再局限于孤立的实验设备，正在朝着相互连接的“量子网络”演进。

从巨型机到分布式网络：量子计算的范式转变

要解决业界当前所期待的高难度问题，例如分子模拟、新材料发现、投资组合优化和大规模调度计算，需要10万至100万个逻辑量子比特。然而，根据主要技术路线图，即使到2030年，实现数千至最多数万个量子比特也是更为现实的目标。正因存在这一差距，业界正将方向转向“分布式量子计算”，即通过连接多个小型处理器作为单一系统来运行，而非依赖一台巨型量子计算机。

量子网络的特有挑战：纠缠态的保持与传递

传统计算机网络只需交换计算结果，但量子领域则不同。要使多个设备像一个统一系统那样工作，必须在保持“纠缠”状态的同时传递量子态本身。这一过程中，需要一种能够在无损光子量子特性的前提下切换路径的交换机。

思科的通用量子交换机正是为此目标而设计的研究设备。它能在室温下通过标准通信光纤传输纠缠光子，并设计用于处理多种编码方式，同时保持量子信息。其特点是，与普通光交换机不同，它采用内部“量子态转换器”，以避免破坏量子态。

此外，它支持并能在偏振、时间仓、频率、路径等主要量子编码方式之间进行转换，使得不同编码方式的量子系统也能在同一网络中互联。这为实现中性原子设备、超导设备与光子设备在同一基础设施上协同运作开启了可能性。

构建量子网络基础设施的关键组件

思科此前还公布过一款能每秒生成约2亿对纠缠光子的纠缠源芯片。结合此次的交换机，以及在纠缠分发、交换和量子隐形传态相关的软件栈，业界评价其已初步构建了“发送器-网络结构-控制体系”的框架。

在与合作伙伴Qunnect于纽约大都会区进行的实验中，成功演示了在数公里距离上实现超越实验室水平的纠缠交换速度。这被视为一个信号，表明量子网络正从理论步入与实际通信基础设施结合的阶段。

市场前景：从硬件销售到共享资源服务

从市场角度来看，关键在于量子计算的经济价值可能并非来自硬件销售，而是来自“资源共享化”。正如当今企业按需使用云端的CPU和GPU资源，未来量子计算资源也很可能通过网络被整合并提供服务。

量子网络并非仅是量子硬件公司的领域，它需要现有光通信基础设施、互联网协议网络、控制软件和安全体系的深度融合。正是在这一点上，思科的优势得以显现。

思科正通过其孵化组织Outshift，开发一个涵盖量子芯片、交换机、编译器、编排、分布式纠错以及与后量子密码集成在内的架构。同时，公司也在与IBM Quantum、Atom Computing等采用不同量子技术路线的企业合作，积累在实际环境中连接设备的经验。

尤为重要的是，其室温工作特性以及对通信波长的支持，能够充分利用现有的光纤和光通信生态系统。这降低了对特殊基础设施的依赖，有助于降低通信服务商和云服务商的引入门槛。

战略考量：为量子时代规划网络架构

目前看来，大多数企业明年可能还不会立即引入量子交换机。但未来3到5年内，选择何种网络架构将极大影响其应对量子变革的能力。

专家建议，应将量子计算视为一种“多供应商网络服务”，而非单一供应商的技术。这意味着在设计数据中心和广域网战略时，需要考虑到大型云服务商、专业量子云服务以及本地设备相互连接的结构。

在安全层面，需要同时考虑后量子密码迁移和量子网络应对策略。一方面，量子计算机可能威胁现有加密体系；另一方面，量子网络本身也可能提供更强的安全模型。最终，如何设计经典网络与量子链路共存的混合架构将成为核心课题。

结语

思科的此次发布表明，量子计算正在超越“物理实验”阶段，成为企业IT中长期路线图中必须考虑的基础设施问题。量子时代的竞争格局正在显现：胜负不仅取决于谁能率先拥有更多的量子比特，更可能取决于谁能最高效地连接和利用这些资源。

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