NVIDIA анонсировала Spectrum-XGS Ethernet, масштабируемую технологию для объединения распределённых ЦОД в унифицированные гигантские ИИ-фабрики. Похожее решения не так давно предложила и Broadcom, анонсировав коммутаторы Jericho4.

На фоне роста спроса на обработку ИИ-нагрузок отдельные ЦОД достигают пределов допустимой мощности, но выход за пределы одного объекта связан с трудностями из-за ограничений существующей сетевой инфраструктуры с высокой задержкой, джиттером и непрогнозируемой производительностью.

NVIDIA позиционирует Spectrum-XGS Ethernet как революционное дополнение к платформе NVIDIA Spectrum-X Ethernet, которое устраняет эти ограничения. Решение служит третьим столпом ИИ-вычислений, выходящим за рамки вертикального и горизонтального масштабирования, и предназначено для повышения производительности и масштабируемости Spectrum-X Ethernet для объединения нескольких распределённых ЦОД в массивы ИИ-фабрик, способных обрабатывать ИИ-нагрузки в гигантских масштабах.

Источник изображения: NVIDIA

«Индустриальная революция в области ИИ уже началась, и гигантские ИИ-фабрики являются важнейшей инфраструктурой, — заявил генеральный директор NVIDIA Дженсен Хуанг (Jensen Huang) — С помощью NVIDIA Spectrum-XGS Ethernet мы расширяем возможности по масштабированию, объединяя ЦОД в городах, странах и континентах в огромные ИИ-суперфабрики».

Spectrum-XGS Ethernet дополняет платформу Spectrum-X алгоритмами, которые динамически адаптируют сеть с учётом расстояния между объектами ЦОД. Решение опирается на усовершенствованный автоматический контроль перегрузки, точное управление задержками и сквозную телеметрию. По словам NVIDIA, Spectrum-XGS Ethernet практически удваивает производительность работы библиотеки коллективных коммуникаций NVIDIA NCCL, ускоряя взаимодействие множества ускорителей и множества узлов и обеспечивая предсказуемую производительность в географически распределённых ИИ-кластерах.

В результате несколько ЦОД будут работать как единая ИИ-фабрика, полностью оптимизированная для подключения на больших расстояниях. CoreWeave одной из первых внедрит Spectrum-XGS Ethernet в свои ЦОД. Сама NVIDIA не новичок в распределённых ИИ-вычислениях — её собственные кластеры для внутренних нужд размещались в нескольких дата-центрах США.

Компания Broadcom объявила о начале поставок коммутационного чипа Jericho4, специально разработанного для распределённой инфраструктуры ИИ. Изделие, как утверждается, позволяет объединять более миллиона ускорителей (GPU, TPU) в географически разнесённых дата-центрах, преодолевая традиционные ограничения масштабирования.

Отмечается, что по мере роста размера и сложности моделей ИИ требования к инфраструктуре ЦОД повышаются: создаётся необходимость в объединении ресурсов нескольких площадок, каждая из которых обеспечивает мощность в десятки или сотни мегаватт. Для этого требуется оборудование нового поколения, оптимизированное для сверхширокополосной и безопасной передачи данных на значительные расстояния. Новинка позволяет решить проблему.

Jericho4 обладает коммутационной способностью 51,2 Тбит/с. Благодаря глубокой буферизации и интеллектуальному управлению перегрузкой изделие обеспечивает поддержку RoCE без потерь на расстоянии более 100 км, что позволяет формировать распределённую инфраструктуру ИИ, говорит Broadcom.

Источник изображений: Broadcom

Могут быть задействованы интерфейсы 50GbE, 100GbE, 200GbE, 400GbE, 800GbE и 1.6TbE. Реализована технология HyperPort, которая объединяет четыре порта 800GbE в один канал с пропускной способность 3,2 Тбит/с, что упрощает проектирование и управление сетью. Единая инфраструктура на базе Jericho4 может масштабироваться до 36 тыс. портов HyperPort, каждый из которых работает со скоростью 3,2 Тбит/с.

Jericho4 поддерживает шифрование MACsec на каждом порту на полной скорости для защиты передаваемой между ЦОД информации без ущерба для производительности — даже при самых высоких нагрузках. Новинка полностью соответствует спецификациям, разработанным консорциумом Ultra Ethernet (UEC): благодаря этому достигается бесшовная интеграция с широкой экосистемой сетевых карт, коммутаторов и программных стеков.

Чип Jericho4 производится по 3-нм технологии. Он оснащён модулями Broadcom PAM4 SerDes 200G. Это устраняет необходимость в дополнительных компонентах, таких как ретаймеры, что способствует снижению энергопотребления и повышению надёжности системы в целом. В частности, энергозатраты уменьшены на 40 % в расчёте на бит по сравнению с решениями предыдущего поколения. Это помогает организациям снижать эксплуатационные расходы и достигать целей устойчивого развития, говорит Broadcom.

Некоммерческая организация Open Compute Project Foundation (OCP) анонсировала проект Optical Circuit Switching (OCS), направленный на ускорение внедрения технологий фотонной (оптической) коммутации в ИИ ЦОД. Цель инициативы — повышение пропускной способности, снижение задержек и улучшение энергоэффективности инфраструктур с интенсивным обменом данными.

Проект возглавляют iPronics и Lumentum, а в число его участников входят Coherent, Google, Lumotive, Microsoft, nEye, NVIDIA, Oriole Networks и Polatis (Huber+Suhner). Нужно отметить, что разработкой фотонных решений для высоконагруженных платформ ИИ и дата-центров занимаются многие компании. В их число входят DustPhotonics, Oriole Networks, Lightmatter, Celestial AI, Xscape Photonics, Ayar Labs и пр.

Источник изображений: Google

В отличие от традиционной электрической коммутации, решение OCS базируется на оптической маршрутизации данных. Новый интерконнект планируется использовать в кластерах ИИ, поддерживающих ресурсоёмкие нагрузки, включая генеративные сервисы и большие языковые модели (LLM). Предполагается, что проект OCS позволит создать масштабируемое и надёжное решение для обработки больших объёмов данных, поддерживающее бесшовную интеграцию с различными сетевыми протоколами. Упомянута совместимость с такими программными фреймворками, как gNMI, gNOI, gNSI и OpenConfig.

В заявлении OCP говорится, что инициатива OCS будет способствовать сотрудничеству между ведущими игроками отрасли, гиперскейлерами и поставщиками для создания совместимых открытых продуктов, которые помогут стимулировать инновации в области оптических сетей. В частности, планируется выпуск компактных и гибко настраиваемых оптических коммутаторов для ИИ ЦОД. На практике оптическую коммутацию массово использует, по-видимому, только Google. В 2022 году компания рассказала об OCS Apollo, которые используют MEMS-переключатели для перенаправления лучей света. Эти коммутаторы обслуживают кластеры TPU.

Компания Broadcom анонсировала чип-коммутатор Tomahawk Ultra, специально разработанный для кластеров НРС и платформ ИИ. Новинка, как ожидается, составит конкуренцию InfiniBand в традиционных суперкомпьютерах, NVLink в стоечных решениях вроде NVIDIA GB200 NVL72, а также Ultra Accelerator Link (UALink) в масштабируемых системах ИИ в дата-центрах.

Решение Tomahawk Ultra разработано в рамках инициативы Broadcom Scaling Up Ethernet (SUE). Утверждается, что эта технология будет поддерживать масштабируемые системы с не менее чем 1024 ускорителями ИИ. Для сравнения, NVIDIA заявляет, что её коммутационная система NVLink 5/6 позволяет объединить до 576 ускорителей в одном домене.

Broadcom подчёркивает, что чип Tomahawk Ultra разработан с нуля специально для удовлетворения потребностей высоконагруженных НРС-сред и ИИ-кластеров. Новинка обеспечивает коммутационную способность 51,2 Тбит/с при размере пакетов 64 байта. Задержка составляет 250 нс, что значительно меньше, чем у коммутаторов с более высокой пропускной способностью. А общая задержка при общении XPU между собой составляет не более 400 нс. Поддерживается обработка до 77 млрд пакетов в секунду.

Источник изображений: Broadcom

Основная часть трафика, передаваемого через коммутаторы Ethernet, состоит из пакетов большего размера. Поэтому при проектировании сетевого оборудования внимание уделяется прежде всего увеличению размера пакетов для оптимизации пропускной способности. Вместе с тем обмен пакетами небольшого размера широко распространен в платформах НРС/ИИ: представленная новинка Broadcom нацелена именно на такие среды.

Чип-коммутатор Tomahawk Ultra (семейство BCM78920) поддерживают 64 порта 800GbE, 128 портов 400GbE или 256 портов 200GbE. Изделие использует блоки Peregrine 106.25G PAM4 SerDes. Решение совместимо по выводам с Broadcom Tomahawk 5 (TH5). Поддерживаются функции, предназначенные для масштабируемых нагрузок ИИ и HPC, включая Link Layer Retry (LLR), Credit-based Flow Control (CBFC) и AI Fabric Headers (AFH). Кроме того, непосредственно в ASIC реализована поддержка коллективных операций вроде AllReduce and AllGather.

Используются измененные заголовки Ethernet, размер которых уменьшен с 46 до 10 байт: это позволяет оптимизировать общее соотношение размера заголовка к полезной нагрузке. Упомянута совместимость с современными топологиями сетей HPC, такими как Mesh, Torus и Dragonfly. Кроме того, заявлена совместимость с Ultra Ethernet (UEC). Поставки Tomahawk Ultra уже начались.

Стартап TORmem, специализирующийся на решениях для дезагрегации памяти в дата-центрах, обнародовал планы по выпуску коммутаторов для сетей с высокой пропускной способностью. В семейство войдут модели с поддержкой стандартов от 100GbE до 800GbE.

По утверждениям TORmem, она потратила четыре года на разработку «революционной технологии дезагрегации», которая позволяет реализовывать концепцию вычислений в оперативной памяти (IMC) в масштабах ЦОД. Полученный опыт стартап намерен использовать для решения другой проблемы современных дата-центров — высокой стоимости корпоративной сетевой инфраструктуры.

TORmem обещает трансформировать сегмент коммутаторов корпоративного класса, выпустив высокопроизводительные устройства по цене в два раза меньше по сравнению с аналогичными решениями, уже представленными на рынке. В частности, TORmem предлагает для заказа модель стандарта 100GbE (S6500-32X) с 32 портами на основе ASIC Marvell: устройство стоит $7 тыс. против $14 тыс. или более у «стандартных продуктов», говорит компания.

Источник изображений: TORmem

В конце текущего года стартап намерен подготовиться к началу производства коммутаторов 200GbE/400GbE, которые, как ожидается, также окажутся на 50 % дешевле конкурирующих изделий: их цена составит от $12 тыс. до $20 тыс. против $25–$40 тыс., которые, как утверждается, будут просить конкуренты. Кроме того, в разработке находятся модели класса 800GbE.

На сайте Unipoe.net удалось обнаружить описание коммутатора RZ-S6500-32X. Он располагает 32 портами 40/100GbE QSFP28, а коммутируемая ёмкость достигает 6,4 Тбит/с. Устройство выполнено в форм-факторе 1U с габаритами 440 × 470 × 43 мм. Предусмотрены сетевой порт управления, консольный порт и разъём USB 2.0. В оснащение входят два блока питания и пять модульных вентиляторов с возможностью горячей замены. Максимальное энергопотребление составляет менее 650 Вт. Диапазон рабочих температур — от 0 до +40 °C. Упомянута поддержка протоколов RIP, IS-IS, RIPng, OSPFv3, BGP4+ и пр.

Отраслевые аналитики прогнозируют, что объём глобального рынка высокоскоростных коммутаторов увеличится с примерно $8 млрд в 2025 году до более чем $15 млрд в 2027-м. Основным драйвером отрасли называется внедрение решений стандарта 200GbE и выше.

Компания YADRO выпустила обновлённую версию операционной системы Kornfeld OS 1.6 для коммутаторов моделей D1156 и D2132, предназначенных для создания масштабируемых отказоустойчивых сетей в современных центрах обработки данных и корпоративных IT-инфраструктурах.

Kornfeld OS — единственная полностью отечественная разработка в сегменте сетевых операционных систем, включённая в реестр российского программного обеспечения. В версии 1.6 система получила расширенный функционал, позволяющий создавать сетевые фабрики на базе коммутаторов линейки Kornfeld для современных центров обработки данных (ЦОД).

Одним из ключевых обновлений стала поддержка передовой технологии виртуализации сетей Virtual Extensible LAN (EVPN/L3 VXLAN). Она особенно востребована для задач сегментации трафика, обеспечения устойчивости сервисов и повышения надёжности сетевой инфраструктуры. Технология обеспечивает стабильные виртуальные соединения между ЦОД, что существенно повышает общую доступность сети и эффективность систем аварийного восстановления. EVPN/L3 VXLAN также предоставляет расширенные возможности для настройки политик сетевой изоляции и безопасности, гарантируя сохранность данных в средах с большим количеством пользователей. Улучшенные механизмы виртуализации сетей позволяют эффективно выстраивать сетевые архитектуры в масштабных ЦОД, включая инфраструктуры облачных провайдеров, операторов связи, крупных промышленных и корпоративных компаний.

Источник изображения: YADRO

Компания YADRO активно развивает Kornfeld OS с учётом обратной связи от заказчиков. В версии 1.6 реализован ряд доработок, основанных на результатах тестирований в инфраструктуре заказчиков. В частности, внедрён профиль LPM Forwarding, расширены возможности командной строки (CLI), добавлена поддержка STP-расширений Root Guard и BPDU Filter и другие улучшения.

Дополнительно в версии 1.6 существенно оптимизировали процессы развёртывания и настройки при совместном использовании коммутаторов Kornfeld с системами хранения данных TATLIN. Это упрощает интеграцию решений YADRO в единую IT-инфраструктуру заказчиков.

Особое внимание при подготовке релиза было уделено нагрузочному тестированию. Команда инженеров провела серию испытаний, включая тесты на устойчивость и работу системы в условиях продолжительной высокой нагрузки. Результаты подтвердили надёжность оборудования YADRO в типовых сценариях эксплуатации.

«Мы развиваем Kornfeld OS как открытую, технологичную и надёжную платформу, соответствующую требованиям российских заказчиков. Последнее обновление — результат тесного взаимодействия с нашими технологическими партнёрами и заказчиками, благодаря чему мы оперативно внедряем улучшения, повышающие стабильность и функциональность решений», — отметил Тахир Абаев, директор по развитию сетевых продуктов YADRO.

Активно ведётся разработка следующей версии Kornfeld OS 1.7, которая будет завершена к ноябрю 2025 года. Среди ключевых нововведений: переработка функционала MCLAG, поддержка DCB (в том числе PFC), MSTP, EVPN-Multihoming, а также дополнительные функции, повышающие удобство настройки и обслуживания.

IDC опубликовала отчёт о рынке Ethernet-коммутаторов по итогам I квартала 2025 года, согласно которому доход от продаж устройств составил $11,7 млрд, что на 32,3 % больше в годовом исчислении, пишет The Register. IDC утверждает, что этот бум обусловлен растущим развёртыванием «сетевой инфраструктуры с высокой пропускной способностью и малой задержкой для поддержки ИИ-нагрузок».

Продажи коммутаторов 200/400GbE, которые большей частью используются в ЦОД, выросли год к году в 2,9 раза (189,7 %). Исходя из данных IDC и построенной на их основании модели ресурс The Next Platform пришёл к выводу, что сегменты 200 и 400 GbE вместе принесли около $4,5 млрд, более 18 млн портов в отчётном квартале. IDC также впервые опубликовала данные о 800GbE-коммутаторах, которые принесли $350,1 млн, что составляет 5,1 % общего объёма глобальных продаж Ethernet-коммутаторов за отчётный период.

The Next Platform отметил, что IDC не сообщила о продажах Ethernet-коммутаторов стандарта 100 GbE, которые используются на рынке high-end кампусов, в корпоративных сетях и сетях поставщиков услуг, а также о продажах устройств стандарта 10 GbE, которые начали поставляться в больших объёмах в 2023 году. По оценкам The Next Platform, устройства 100 GbE принесли около $3 млрд дохода в I квартале, а коммутаторы 10 GbE — более $500 млн. Продажи устройств 2,5 GbE, 5 GbE, 25GbE и 50 GbE для использования в кампусах и на периферии составляют большую часть оставшейся суммы.

Источник изображения: NVIDIA

IDC также начала отдельно отслеживать статистику NVIDIA. Выручка компании выросла год к году на 760,3 % и на 183,7 % последовательно до $1,46 млрд, что составило 12,5 % рынка коммутаторов. Доходы Cisco от продаж Ethernet-коммутаторов выросли на 4,7 % до $3,64 млрд, компания занимает чуть меньше трети рынка. При этом выручка Cisco от продаж коммутаторов для ЦОД упал на 3,2 %. Arista Networks увеличила продажи в годовом исчислении на 27,1 % до $1,63 млрд, благодаря чему её доля рынка составила 13,9 %.

Продажи коммутаторов HPE, которые в основном связаны с беспроводными решениями Aruba, упали год к году на 5 %. Продажи Huawei составили $704 млн, что на 15,4 % больше в годовом исчислении, но более чем вдвое меньше, чем в предыдущем квартале. I квартал традиционно является очень слабым для Huawei. ODM-производители, в подавляющем большинстве поставляющие коммутаторы для ЦОД, в совокупности увеличили продажи до $1,41 млрд, показав рост на 67,5 % в годовом исчислении и на 18,6 % — последовательно.

Продажи Ethernet-коммутаторов для ЦОД выросли в I квартале на 54,6 % до $6,92 млрд, составив 59,1 % от общего объёма продаж. В период с I квартала 2020 года по IV квартал 2022 года, когда начался бум генеративного ИИ, средняя доля рынка Ethernet-коммутаторов для ЦОД составляла 43,5 %. Это большой скачок в расходах на Ethernet для ЦОД, и он полностью связан с развёртыванием ИИ-кластеров для обучения и всё большего инференса, считают аналитики ресурса The Next Platform.

Источник изображения: IDC

Часть рынка, не связанная с ЦОД, включающая устройства для кампусов и периферии, составила $4,78 млрд, увеличившись на 9,5 % год к году. Чуть больше половины этой суммы приходится на поставки коммутаторов стандарта 2,5 GbE для использования в кампусах.

Лидером продаж в сегменте Ethernet-коммутаторов для ЦОД является Arista Networks, которая лидирует в этой категории с IV квартала 2023 года. Её продажи в I квартале составили $1,48 млрд, что на 26,4 % больше в годовом исчислении, обеспечив ей долю рынка в размере 21,3 %. К ней вплотную подобралась NVIDIA, увеличившая продажи до $1,46 млрд, что принесло ей долю рынка коммутаторов для ЦОД в 21,1 %. Как полагают аналитики The Next Platform, NVIDIA достаточно заключить ещё пару крупных сделок, и она опередит в этой категории сетевых устройств Arista Networks.

В этом NVIDIA поможет расширение сотрудничества с Cisco, занявшей третье место в этой категории с продажами Ethernet-оборудования в $1,25 млрд, что на 17,7 % больше в годовом исчислении. ODM-производители, как уже сообщалось, увеличили выручку на 67,5 % до $1,41 млрд. В их числе около дюжины компаний, которые производят сетевое оборудование в заметных объёмах.

Компания Broadcom объявила о старте поставок серии чипов-коммутаторов Tomahawk 6 (BCM78910), первых Ethernet-коммутаторов, обеспечивающий коммутационную способность 102,4 Тбит/с, что вдвое выше возможностей Ethernet-коммутаторов, доступных на рынке. Сообщается, что благодаря невероятной возможности масштабирования, энергоэффективности и оптимизированным для ИИ функциям Tomahawk 6 нацелен на использование в крупных ИИ-кластерах.

В случае вертикального масштабирования (scale-up) новинка позволяет объединить до 512 XPU в один кластер. В двухуровневых горизонтально масштабируемых (scale-out) сетях Tomahawk 6 может объединить более 100 тыс. XPU со скоростью 200GbE на каждое подключение. В целом же решение позволяет объединить до 1 млн XPU. Tomahawk 6 предлагает SerDes-блоки 100G/200G PAM с поддержкой «дальнобойных» пассивных медных подключений. Есть и вариант с интегрированными оптическими интерфейсами (CPO), который обеспечивает более высокую энергоэффективность, более низкий уровень задержки, а также повышенную стабильность работы.

Источник изображений: Broadcom

Встроенная технология Cognitive Routing 2.0 автоматически выявляет перегрузки и перенаправляет потоки данных по альтернативным маршрутам, что помогает избежать узких мест в производительности. Cognitive Routing 2.0 в Tomahawk 6 включает расширенную телеметрию, динамический контроль перегрузки, быстрое обнаружение сбоев и обрезку пакетов, что обеспечивает глобальную балансировку нагрузки и адаптивное управление потоком. Эти возможности адаптированы для современных рабочих ИИ-нагрузок, включая MoE-модели, тонкую настройку, обучение с подкреплением и рассуждающие модели.

«Tomahawk 6 — это не просто обновление, это прорыв, — заявил Рам Велага (Ram Velaga), старший вице-президент и генеральный менеджер подразделения Core Switching Group компании Broadcom. — Он знаменует собой поворотный момент в проектировании ИИ-инфраструктуры, объединяя самую высокую пропускную способность, энергоэффективность и адаптивные функции маршрутизации для scale-up и scale-out сетей в одной платформе». Tomahawk 6 поддерживает как стандартные топологии, например, сеть Клоза или тор, так и сети на базе фреймворка Broadcom Scale-Up Ethernet (SUE).

Компания отметила, что благодаря использованию 200G SerDes коммутатор обеспечивает самую большую дальность для пассивного медного соединения, что позволяет проектировать высокоэффективную систему с малой задержкой, высочайшей надежностью и самой низкой совокупной стоимостью владения (TCO). Возможные конфигурации портов: 64 × 1.6TbE, 128 × 800GbE, 256 × 400GbE, 512 × 200GbE. Но Tomahawk 6 предлагает и конфигурацию 1024 × 100GbE, т.е. высокоплотный и экономичный интерконнект на основе Ethernet. А поддержка CPO не просто избавляет от множества трансиверов, но и существенно сокращает связанные с ними перебои, что крайне важно для гиперскейлеров.

Использование Ethernet предоставляет операторам сетей значительные преимущества, позволяя им использовать единый технологический стек и согласованные инструменты во всей ИИ-инфраструктуре. Это также позволяет использовать взаимозаменяемые интерфейсы, с помощью которых облачные операторы могут динамически формировать кластеры XPU для различных рабочих нагрузок клиентов. Кроме того, Tomahawk 6 также соответствует требованиям Ultra Ethernet Consortium.

Компания Broadcom анонсировала платформу CPO (Co-Packaged Optics — интегрированная оптика) третьего поколения для создания оптического интерконнекта с высокой пропускной способностью. Решение ориентировано на инфраструктуры ИИ с большой нагрузкой и возможностью масштабирования.

Broadcom начала активное развитие направления CPO в 2021 году, анонсировав чипсет первого поколения Tomahawk 4-Humboldt. Затем последовало решение второго поколения Tomahawk 5-Bailly (TH5-Bailly) со скоростью передачи данных 100 Гбит/с на линию. В настоящее время организовано массовое производство таких продуктов. Они, как утверждается, обеспечивают бесшовную интеграцию оптических и электрических компонентов для повышения производительности при снижении энергопотребления.

Решения Broadcom CPO третьего поколения поддерживают оптические соединения с пропускной способностью 200 Гбит/с на линию. Интерконнект может применяться в инфраструктурах, насчитывающих более 512 узлов, которые предназначены для обучения крупных моделей ИИ и инференса. Технология, как отмечается, призвана решить проблемы пропускной способности, мощности и задержки, возникающие на фоне увеличения количества параметров ИИ-моделей.

Источник изображения: Broadcom

В число партнёров Broadcom по экосистеме CPO входят Corning Incorporated, Delta Electronics, Foxconn Interconnect Technology, Micas Networks и Twinstar Technologies. В частности, Delta Electronics организовала производство коммутаторов Ethernet TH5-Bailly 51.2T CPO в форм-факторе 3RU, которые доступны в конфигурациях с воздушным и жидкостным охлаждением. А Micas Networks предлагает сетевую коммутационную систему TH5-Bailly, обеспечивающую экономию электроэнергии более чем на 30 % по сравнению с решениями с традиционными подключаемыми модулями.

Вместе с тем Broadcom уже разрабатывает решения CPO четвёртого поколения, которые обеспечат пропускную способность до 400 Гбит/с на линию.

Компания Cisco объявила о создании прототипа специализированного сетевого квантового чипа для генерации запутанных фотонов. Изделие даёт возможность масштабировать квантовые системы и объединять квантовые процессоры в единую инфраструктуру для решения практических задач.

Квантовые компьютеры оперируют т.н. кубитами. С ростом количества кубитов число одновременно обрабатываемых значений стремительно увеличивается, что позволяет квантовым компьютерам решать определённые задачи с высочайшей производительностью, недоступной классическим компьютерам. Кубиты также могут обладать квантовой запутанностью, которая выражается в наличии особой корреляции между ними. Такое состояние невозможно в классических системах.

Источник изображений: Cisco

Проблема заключается в том, что стабилизировать кубиты крайне сложно. Из-за этого, как отмечает Виджой Панди (Vijoy Pandey), старший вице-президент инкубатора перспективных технологий Cisco Outshift, даже самые амбициозные планы по созданию квантовых компьютеров предполагают создание платформ, насчитывающих только несколько тысяч кубитов к 2030 году. Однако для того, чтобы квантовые вычисления стали действительно полезными, их необходимо масштабировать до миллионов кубитов. Решением может стать использование нового чипа «квантовой сетевой запутанности», созданного в сотрудничестве с Калифорнийским университетом в Санта-Барбаре (UCSB).

Изделие генерирует пары запутанных фотонов, которые обеспечивают мгновенную связь независимо от местонахождения посредством квантовой телепортации. Альберт Эйнштейн назвал это явление «жутким действием на расстоянии» (spooky action at a distance). Чип функционирует при комнатной температуре, он выполнен в виде миниатюрной фотонной интегральной схемы. Более того, он работает на стандартных для телеком-операторов длинах волн, т.е. может использовать существующую волоконно-оптическую инфраструктуру. Заявленное энергопотребление составляет менее 1 мВт. Производительность достигает 1 млн пар запутывания высокой точности на выходной канал или до 200 млн пар запутывания в секунду в расчёте на чип.

Таким образом, изделие может применяться для объединения множества квантовых компьютеров с небольшим количеством кубитов в единую распределённую систему. Иными словами, становится возможным создание масштабируемых квантовых дата-центров, способных координировать работу большого количества квантовых компьютеров и миллионов их кубитов для решения самых сложных проблем. При реализации такой концепции новый чип будет отвечать за надёжное взаимодействие квантовых систем друг с другом, где бы они ни находились.

Разработка является частью комплексных усилий Cisco по формированию будущего квантовых вычислений. В рамках инициативы компания объявила об официальном открытии лаборатории Cisco Quantum Labs в Санта-Монике (Калифорния, США), специалисты которой займутся дальнейшей разработкой технологий квантовых сетей.

Cisco ведёт исследования по двум основным направлениям: это квантовая сеть для квантовых систем и квантовая сеть для классических систем. В первом случае разрабатывается инфраструктура для объединения квантовых процессоров в единую масштабируемую систему, что позволит реализовать распределённые квантовые вычисления, квантовое зондирование и алгоритмы оптимизации: это даст возможность трансформировать критически важные научные области, такие как создание лекарственных препаратов следующего поколения, материаловедение и пр. В случае классического мира речь идёт об улучшении и расширении функциональности традиционных систем: например, могут обеспечиваться сверхточная синхронизация времени, сверхзащищённая связь и т.п.