AWS bewegt sich zu Quantennetzwerken

Geschrieben von Michael Cooney

AWS forciert einen Bereich des Quantencomputings, der nicht so viel Aufmerksamkeit erhalten hat wie andere: Netzwerke.

AWS sagte, das AWS Center for Quantum Networks (CQN) werde wissenschaftliche und technische Herausforderungen rund um die Entwicklung neuer Hardware, Software und Anwendungen für Quantennetzwerke lösen. Das Zentrum wird sich auf andere AWS-Quantenarbeiten ausweiten, die im AWS Center for Quantum Computing der Ressource, im Quantum Solutions Lab von Amazon und im Amazon Braket Service durchgeführt werden sollen.

Amazon Braket bietet eine Entwicklungsumgebung zum Erstellen von Quantenalgorithmen, zum Testen dieser in Quantenschaltungssimulatoren und zum Ausführen auf verschiedenen Quantengeräten wie Rigetti- und D-Wave-Geräten.

Um das volle Potenzial von Quantencomputern auszuschöpfen, müssen sie mit einem Quantennetzwerk verbunden werden. Obwohl sie nicht die gleiche Aufmerksamkeit wie Quantencomputer erhalten, haben Quantennetzwerke laut einem Blogbeitrag der CQN-Forscher Dennis Sukachev und Mihir Bhaskar faszinierende potenzielle Anwendungen.

Eine davon ist die Ermöglichung einer geschützten globalen Kommunikation durch die Verteilung von Quantenschlüsseln mit Datenschutz- und Sicherheitsniveaus, die mit herkömmlichen Verschlüsselungstechniken nicht erreicht werden können. „Quantennetzwerke werden auch leistungsstarke und sichere Quantenserver bereitstellen, die die Fähigkeiten einzelner Quantenprozessoren verbinden und verstärken.“

Quantennetzwerke werden einige der Technologien nutzen, die bereits für moderne optische Kommunikation eingesetzt werden, wie Laser, Fasern und Detektoren. Quantennetzwerke verlassen sich jedoch auf einzelne Photonen, um Daten zu übertragen, und nicht auf leistungsstarke Laser, die Daten in Kanälen mit unterschiedlichen Lichtwellenlängen transportieren. Dies hat Nachteile.

„Einzelne Photonen ermöglichen viele besondere Fähigkeiten von Quantennetzwerken und stellen gleichzeitig die große Herausforderung dar: Die Quantenmechanik verbietet ihre Verstärkung, was die Reichweite des Netzwerks einschränkt“, schreiben die Wissenschaftler.

Darüber hinaus erschwert die Schwäche einzelner Photonen die Interaktion mit aktuellen Quantencomputergeräten. Das bedeutet, dass neue Spezialtechnologien wie Quanten-Repeater und -Transducer entwickelt werden müssen, um globale Quantennetzwerke zu implementieren“, schreiben die Wissenschaftler.

AWS ist Teil der wachsenden Quantum-Community, zu der Cisco, Juniper, IBM, Intel, Microsoft, Google, Baidu, Honeywell und Quantinuum gehören.

Cisco seinerseits sagte, es stelle sich eine hybride Netzwerkumgebung vor, die klassische Signale und andere Technologien unterstützen würde, die Photonik verwenden, um Qubits von Server zu Server zu übertragen. Cisco sagte, dass die Photonik, die Licht zur Übertragung von Daten und zur Steuerung einer Vielzahl von Netzwerkmechanismen verwendet, auch in den meisten Quantenumgebungen eine große Rolle spielen wird.

Einige sagen, dass die Branche fünf bis zehn Jahre von einer signifikanten quantitativen Einführung entfernt ist, aber das Interesse ist sicherlich vorhanden. Gartner prognostiziert, dass fast 40 % der großen Unternehmen bis 2025 eine Quanteninitiative haben werden, und IDC prognostiziert, dass der globale Quantencomputermarkt bis 2027 einen Wert von 15,5 Milliarden Euro haben wird.

Laut IDC werden die neuen Investitionen zu Wellen technologischer Innovationen und Durchbrüche führen, die es Unternehmen ermöglichen, Quantencomputing auf eine ständig wachsende Vielfalt von Anwendungsfällen anzuwenden, darunter die Analyse riesiger Datensätze, eine enorm große Anzahl von Variablen und eine unerschöpfliche Anzahl der möglichen Ergebnisse.