Cisco met le cap sur l'Internet quantique
Les recherches de Cisco visent à développer des réseaux, des centres de données et des technologies Internet quantiques qui se connecteront différemment des réseaux classiques.
Lorsqu'il est question d'acteurs purs et durs dans le domaine de l'informatique quantique, Cisco n'est peut-être pas la première entreprise à venir à l'esprit, mais cela pourrait changer beaucoup en 2022 et au-delà. Pour commencer, l'entreprise investit dans le développement de la photonique, qui permettra les communications quantiques ainsi que d'autres technologies matérielles et logicielles pour l'informatique, les réseaux et le chiffrement quantiques. Le développement des technologies quantiques était également l'une des principales prédictions de la liste des prédictions 2022 de Liz Centoni, vice-président exécutif, directeur général et responsable de la stratégie de Cisco. "L'informatique, les communications et la sécurité quantiques alimenteront un avenir plus rapide et plus sûr qui exige une réinvention de la façon dont les systèmes fonctionnent et communiquent via un Internet évolué avec une latence encore plus faible et une bande passante plus élevée", a expliqué madame Centoni. "L'informatique et la sécurité quantiques s'interconnecteront très différemment des réseaux de communication classiques, qui diffusent des bits et des octets pour fournir des informations vocales et des données."
Cisco s'intéresse tout particulièrement au développement futur des réseaux, des centres de données et des technologies Internet basés sur les quanta. "Les réseaux quantiques pourraient permettre un nouveau type de connexion sécurisée entre les appareils numériques, les rendant impénétrables aux piratages", a déclaré la dirigeante. "Comme ce type de sécurité infaillible devient réalisable avec les réseaux quantiques, cela pourrait conduire à une meilleure protection contre la fraude pour les transactions. En outre, cette connectivité sécurisée de meilleure qualité pourrait également protéger les communications vocales et de données contre toute interférence ou espionnage. Toutes ces possibilités remodèleraient l'Internet que nous connaissons et utilisons aujourd'hui."
Du quantique très pragmatique
En y regardant de plus près, la vision de Cisco est double : construire des centres de données quantiques qui pourraient utiliser les concepts classiques de réseau local pour relier les ordinateurs quantiques afin qu'ils communiquent pour résoudre de gros problèmes ou un réseau quantique qui transmet des bits quantiques [qubits] à partir de serveurs quantiques à des vitesses élevées pour traiter des applications commerciales, a déclaré Ramana Kompella, ingénieur distingué et responsable de la recherche dans le groupe Emerging Tech and Incubation de Cisco. "Nous envisageons un environnement de réseau hybride qui prendrait en charge la signalisation classique et d'autres technologies utilisant la photonique pour transmettre des qubits de serveur à serveur", a déclaré M. Kompella.
La technologie photonique, qui utilise la lumière pour transmettre des données et contrôler une variété de mécanismes de mise en réseau, jouera également un rôle important dans la plupart des environnements quantiques, a déclaré M. Kompella. "Compte tenu de la complexité technique des différentes technologies, nous pensons que la photonique jouera un rôle central dans la fabrication d'ordinateurs quantiques à grande échelle, qu'il s'agisse de processeurs monopuces ou de systèmes informatiques distribués", a écrit Alireza Shabani, ingénieur chez Cisco, dans un récent blog expliquant pourquoi la technologie photonique jouera un rôle si important dans les réseaux quantiques.
"Actuellement, les projets de matériel d'informatique quantique se concentrent sur les unités de moins de cent qubits, tandis que les défis commencent lorsque nous voulons faire passer les systèmes à des milliers, voire des millions. La plate-forme technologique qui a le plus de chances de passer à l'échelle plus rapidement dépend de la complexité du système matériel et de l'architecture", écrit encore M. Shabani. "La modularité est un moyen de réduire la complexité du système, ce qui, dans le cas de l'informatique quantique, peut être réalisé en connectant des puces quantiques via des interconnexions photoniques de manière distribuée. Outre l'évolutivité, les réseaux photoniques permettent une connectivité totale entre les modules, ce qui entraîne une augmentation importante de la puissance de calcul du système."
En route vers l'Internet quantique
Si certaines des théories qui sous-tendent la mise en réseau quantique d'un centre de données sont embryonnaires à ce stade, la notion d'internet quantique est plus avancée. Par exemple, des scientifiques de l'Université des sciences et technologies de Chine à Hefei ont annoncé il y a un an ce qu'ils prétendaient être le premier réseau intégré de communication quantique au monde. Le réseau reliait plus de 700 fibres optiques au sol à deux liaisons sol-satellite pour assurer la distribution de clés quantiques sur une distance de près de 5 000 km pour des utilisateurs de toute la Chine. "Contrairement au chiffrement conventionnel, la communication quantique est considérée comme inviolable et représente donc l'avenir du transfert d'informations sécurisé pour les banques, les réseaux électriques et d'autres secteurs", ont déclaré les scientifiques. "Le coeur de la communication quantique est la distribution de clés quantiques (QKD), qui utilise les états quantiques des particules - par exemple les photons - pour former une chaîne de zéros et de uns, tandis que toute écoute clandestine entre l'expéditeur et le récepteur modifiera cette chaîne ou clé et sera immédiatement remarquée."
Cisco fait partie du Center for Quantum Networks qui a pour objectif de construire l'Internet quantique, qui, selon lui, stimulera de nouvelles industries technologiques et un marché compétitif de fournisseurs de services et de développeurs d'applications quantiques. L'European Quantum Internet Alliance et le ministère américain de l'Energie cherchent également à rassembler des partenaires industriels et universitaires pour faire progresser les communications quantiques. Selon M. Kompella, l'Internet quantique sera en effet principalement destiné aux cas d'utilisation liés à la sécurité, où les utilisateurs doivent communiquer en toute sécurité d'un endroit à l'autre sur plusieurs kilomètres. "Les technologies permettant de développer l'Internet quantique et le cas d'utilisation de la sécurité sont développées dans le monde entier", a déclaré M. Kompella.
Un marché prometteur : 8,6 Mds en 2027
D'autres applications seront développées, telles que des applications préservant la vie privée, également connues sous le nom d'informatique aveugle, où des serveurs quantiques traitent des travaux sans "connaître" toutes les informations relatives à ces travaux. La détection des fraudes, la simulation des particules et les applications climatiques sont autant de cibles sur lesquelles la technologie quantique distribuée peut travailler, selon M. Kompella. Cisco, lui aussi, a de nombreux fers au feu dans le domaine du développement quantique. En janvier 2021, Cisco Research a publié un appel d'offres pour les technologies quantiques, qui est toujours ouvert, et recherche diverses technologies, dont les suivantes :
Sources de photons et technologie de détection
Méthodes et matériaux de fabrication de circuits intégrés photoniques
Applications de réseaux quantiques
La cryptographie quantique au-delà de QKD
La sécurité des protocoles de cryptographie quantique.
Cisco s'est déjà associé à l'UC Santa Barbara pour développer une puce photonique quantique. L'équipementier de San José fait partie d'une communauté quantique en pleine expansion qui comprend IBM, Intel, Microsoft, Amazon, Google, Baidu, Honeywell, Quantinuum et bien d'autres. D'autres concurrents traditionnels du secteur des réseaux entrent également dans la danse. En septembre dernier, Juniper et les spécialistes quantiques d'Arquit Quantum ont conclu un partenariat technologique visant à développer une technologie de sécurité des réseaux qui protégera contre les menaces de sécurité quantiques. La technologie ne fait certainement que commencer à prendre forme et M. Kompella et d'autres affirment que l'industrie ne sera pas adoptée de manière significative avant cinq à dix ans. Mais l'intérêt est bel et bien là, puisque Gartner prévoit que près de 40 % des grandes entreprises auront mis en place des initiatives quantiques d'ici 2025 et IDC prévoit que le marché mondial de l'informatique quantique représentera 8,6 milliards de dollars en 2027.
Les percées majeures dans la technologie de l'informatique quantique, la maturation du marché des infrastructures et des plates-formes d'informatique quantique en tant que service, et la croissance des charges de travail informatiques à haute performance adaptées à la technologie quantique seront les principaux moteurs de la croissance du marché, a déclaré IDC. "Au cours de la prochaine décennie, l'informatique quantique continuera de faire l'objet d'un battage médiatique. Dans l'ensemble du paysage des fournisseurs et des prestataires de services, les DSI se heurteront au défi de ceux qui promettent, mais ne fournissent pas assez de capacités en matière d'informatique quantique", a déclaré Chirag Dekate, analyste chez Gartner lors du récent Symposium/Xpo 2021 de la société. "L'informatique quantique n'est pas une technologie à usage général et ne peut actuellement être appliquée qu'à un ensemble restreint de cas d'utilisation : problèmes d'optimisation, chimie organique, science des matériaux, biochimie et sécurité. Gartner prévoit que cette liste s'allongera dans les cinq à dix prochaines années."
L'informatique quantique est à un point d'inflexion en termes de financement, de recherche et d'expérimentation, a indiqué M. Kompella. "Cisco a joué un rôle extraordinaire dans le développement et la construction de l'infrastructure numérique et l'informatique quantique est l'une de ces technologies qui comporte un élément fondamental. Notre programme est à la recherche de la prochaine grande innovation dans le but de créer de nouvelles offres de produits pour Cisco", a souligné M. Kompella.
