Nu Quantumは、量子プロセッサ間で高忠実度かつリアルタイムのもつれ分配を可能にするように設計された、モジュール式でデータセンター対応のQuantum Networking Unit（QNU）を発表しました。分散型量子コンピューティングシステムのスケーリングのための基盤コンポーネントとして位置づけられるQNUは、光子動的エンタングラーと低遅延量子ネットワークオーケストレーターを19インチラックマウント形状に統合しています。
このシステムは、動的に切り替え可能な光学経路と同期制御を介してイオントラップ・プロセッサのクラスターを接続するように設計されています。エンタングラーは最大99.7%のもつれ忠実度でサブマイクロ秒の回路切り替えを可能にし、オーケストレーターは300ナノ秒の遅延とMHzスケールのもつれ試行レートを実現します。このアーキテクチャは、データセンター環境全体で高スループットで耐障害性のあるネットワーキングをサポートすることを目指しています。
英国政府の中小企業研究イニシアチブ（SBRI）の下で開発されたQNUは、Nu Quantumのマルチノードネットワーキングテストベッドに導入され、CERNのホワイトラビットプロトコルなどのタイミングソリューションとの将来的な統合も可能です。同社の広範なロードマップには、このシステムと以前に開発された量子ビット-光子インターフェースを組み合わせて、異種プロセッサ間で抽象化されたモジュール式の量子レイヤーをサポートすることが含まれています。
QNUは、モダリティと構成の柔軟性のためのモジュール式制御-光学分離アーキテクチャを特徴としています。Nu Quantumは、分散型量子システムのスケーリングにおける商業的実現可能性を確保するため、量子ビットベンダーやインテグレーターと協力してこのプラットフォームを開発しました。この発表は、プロトタイプの実験室デモンストレーションから、商業的実用性を目指した展開可能な量子インターコネクトへの転換点となります。
背景
本記事で登場する「もつれ」とは、量子力学における粒子間の特殊な相関状態を指します。この状態では、遠く離れた粒子同士が互いの状態に即時に影響を与え合う性質を持ち、量子コンピューティングにおいて情報処理の基盤となる重要な要素です。記事では、このもつれを光子を介して量子プロセッサ間で分配する技術が述べられています。
また、「イオントラップ」は、電磁場を用いてイオン（電荷を持った原子）を空間に浮遊させ、それを量子ビットとして利用する方式です。Nu Quantumのシステムでは、複数のイオントラップ・プロセッサをネットワークで接続し、協調して動作させることが目指されています。
さらに「光学経路」とは、光（光子）が通る経路のことです。本製品では、この経路を動的に切り替えることで、必要なプロセッサ間のみで効率的にもつれを生成・分配する仕組みとなっています。これにより、データセンター規模での大規模な量子ネットワーク構築が可能になると期待されています。
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2025年6月12日
