思科（Cisco）近期對外公開其全端量子網路計畫的最新研究原型「思科通用量子交換器（Cisco Universal Quantum Switch）」，這項基於長期基礎研究與合作夥伴生態系的技術，旨在解決量子網路建構過程中最核心的障礙；過去，市場上尚未有任何交換設備能在不破壞量子資訊的前提下，接收並轉換所有主流的編碼模式，思科的最新技術首度實現了在室溫環境下，透過現有的電信光纖網路傳送量子資訊並維持其完整性，為量子網路的實用化進程提供了全新的硬體解方。
突破硬體規模限制，藉由網路串聯提升整體算力
儘管現今的量子電腦具備強大的運算潛力，但其實際運行規模多半受限於數百個量子位元。然而，若要將量子技術真正投入醫療保健、金融服務或航空航太等複雜應用場景，市場需要高達數百萬個量子位元的運算能力。思科指出，解決此算力落差的關鍵在於網路連接。如同傳統網際網路藉由交換器連結無數終端設備以發揮綜效，量子網路同樣需要透過全面連接來整合多台量子電腦，而非單靠擴充單一硬體的極限。
專利轉換引擎克服編碼差異，支援四大主流模式
目前各家量子電腦在編碼資訊的方式上存在顯著差異，導致系統間難以直接通訊。思科通用量子交換器內建專利轉換引擎，當兩台量子設備需要共享數據時，該設備能接收任何編碼模式的訊號，將其轉換為通用的路由語言，再以接收端系統所需的格式送出，過程中不會造成量子資訊的遺失。此交換器的設計涵蓋了光波振動方向的「偏振」、光脈衝時間的「時間區段」、光頻率的「頻率區段」，以及物理傳播路徑的「路徑」等四大主要量子編碼模式。目前團隊已完成偏振編碼的實驗驗證，後續將進一步針對時間與頻率區段展開測試。
實測數據展現低損耗與高效能 確保網路相干性
在概念驗證階段，思科研究人員透過自主研發的糾纏源與單光子探測器對該交換器進行測試。實驗數據顯示，量子資訊在轉換過程中能保持高度完整，量子態保真度與糾纏度的損耗均控制在百分之四以下，成功維持了量子網路運作不可或缺的相干性。此外，該設備具備亞奈秒級的電光交換速度，最快可在單一奈秒內重建連接，同時展現出功耗低於一毫瓦的極高能源效率。
相容現行電信基礎設施，大幅降低企業部署門檻
面對目前多數系統只能與相同編碼設備通訊的封閉現況，思科的解決方案打破了單一供應商的生態系限制，使不同製造商的量子設備得以互通；更重要的是，有別於許多需要極低溫冷卻系統的量子硬體，思科通用量子交換器可直接於室溫下運作，並能在標準電信頻率下，直接利用現有的光纖網路傳輸數據。這意味著企業無需額外建置昂貴的專用冷卻設備與線路，能以更低的複雜度與成本，將量子網路整合至現有的端到端分散式網路架構中。
