Investition in modulare Quantendatenzentren: Cisco und Nu Quantum setzen auf die Zukunft

Gewinnbringende Allianz: In einer frisch geschlossenen Partnerschaft zwischen Cisco und dem britischen Start-up Nu Quantum aus Cambridge entsteht ein wegweisender Prototyp für modulare, rackmontierte und skalierbare Quantendatenzentren. Das sogenannte LYRA-Projekt erhält dabei Fördermittel in Höhe von 2,3 Millionen Pfund.

Cisco zeigt großes Interesse als potenzieller Anwender des Projektergebnisses – nämlich der weltweit ersten Quantum Networking Unit (QNU). Als Partner bringt Cisco nicht nur seine umfangreiche Erfahrung in skalierbaren, widerstandsfähigen und leistungsstarken Rechenzentren ein. Das Unternehmen plant auch einen Beitrag zu den Hauptelementen des Systems sowie die Bewertung der endgültigen Ergebnisse.

Das Projekt setzt auf diskrete Module, die in 19-Zoll-Racks für Steuerung und optische Schnittstellen montiert werden. Die modulare Architektur ermöglicht dabei problemlose Feld-Upgrades für verschiedene Arten von Quantencomputern und Wellenlängen. Die Lösung integriert zudem eine innovative hochpräzise Timing-Architektur und einen digitalen Kontrollbus, um Systeme mühelos über große Cluster von Quantencomputing-Knoten zu skalieren.

„Wir freuen uns sehr über die Fördermittel aus Großbritannien, um den weltweit ersten Prototyp eines Quantendatenzentrums zu schaffen – und über einen unglaublichen Partner wie Cisco“, sagt Carmen Palacios, Mitbegründerin und CEO von Nu Quantum. Das LYRA-Projekt wird die Haupt-Optikbank-Quantennetzwerk-Einheiten in eine Unit umwandeln, die sich problemlos in Testumgebungen integrieren lässt.

Peter Shearman, Leiter Co-Innovation bei Cisco in Großbritannien und Irland, hebt die aufregenden Möglichkeiten der Quantencomputertechnologie hervor. Es zeigt sich bereits, dass für die Verwirklichung dieses Potenzials fehlertolerante Quantennetzwerke erforderlich sind. „Wir freuen uns sehr über die Partnerschaft mit Nu Quantum, die die Reise zu einer modularen, qubit-agnostischen und auf Rechenzentren optimierten Zukunft beschleunigen wird“, so Shearman.

Nu Quantum hebt hervor, dass die Wertschätzung dafür stetig wächst, dass reale Computersysteme zunehmend durch die Kombination von zehn- oder tausendfachen Quantenverarbeitungseinheiten (QPU) – unterstützt durch QNUs – gestaltet werden. Das LYRA-Projekt wird somit den weltweit ersten Prototypen einer modularen, rackmontierbaren und skalierbaren QNU bieten.

Modulare Systeme für Quantencomputer

Klar ist, dass modulare Quantensysteme für die Vernetzung auf Quantennetzwerke angewiesen sind. Ein Beispiel hierfür ist das IBM Quantum System Two, der erste modulare Quantencomputer, der Ende 2023 während des IBM Quantum Summit in New York vorgestellt wurde. Dieser Computer integriert drei 133-Qubit-„Heron“-Quantenprozessoren in einem einzigen Quantenschaltkreis.

Das IBM Quantum System Two bildet die Grundlage für die Architektur von IBMs neuer Generation von Quantensystemen. Es kombiniert skalierbare kryogene Infrastruktur und klassische Server mit modularer Elektronik zur Steuerung von Qubits. Darüber hinaus setzt es auf die Kommunikation und Berechnung von Quanten, unterstützt durch klassische Rechenressourcen. Und: Es verwendet eine Middleware-Schicht zur Integration von Quanten- und Klassenarbeitsabläufen.

Für IBM ermöglichen diese Innovationen zusammen mit anderen Fortschritten in Theorie, Hardware und Quantenrechnen die Verwirklichung des Potenzials des Quantencomputings im großen Maßstab. Dario Gil, Senior Vice President und Chief Research Officer bei IBM, betont: „Wir sind bereits in der Ära angekommen, in der Quantencomputer als Werkzeug zur Erforschung neuer Wissenschaftsbereiche dienen. Durch Fortschritte in der Skalierbarkeit von Quantensystemen und der Hinzufügung von Wert durch modulare Architekturen werden wir die Qualität des Quantentechnologiestapels weiterentwickeln und ihn in die Hände von Benutzern und Partnern legen, damit sie komplexere Probleme lösen können.“

Diese Vision, das Quantencomputing über Forschungszentren hinaus zu bringen, teilt auch Carmen Palacios, die Gründerin von Nu Quantum. Sie hofft darauf, Quantencomputer in Rechenzentrumsumgebungen anzubieten. „Fehlertolerante Quantencomputer im großen Maßstab werden sehr ähnlich wie Hochleistungs-Supercomputer von heute sein“, sagte sie gegenüber Tech Monitor. „Alternativ könnten QNUs vielleicht die Schaffung von Quantendatenzentren ermöglichen, mit vier Racks von Quantencomputern und einem fünften Rack als Quantennetzwerkeinheit, um sie alle zu verbinden.“