在量子運算圈子裡，過去幾年大家比的是誰的量子電腦「更大」、「更穩」。現在，IBM 和思科試圖把賽道從「做大一台」推向「連成一網」。
據 IBM 與思科報導，兩家公司宣布將共建一個由大規模、容錯量子電腦組成的分散式網路，目標是在 2030 年前後完成跨量子電腦之間的糾纏示範，並在 2030 年代後期建設量子運算網際網路，一實現支援數十萬量子位元規模的運算，運行「潛在可達萬億量子門」的演算法。
這一轉向，折射出量子產業對「規模極限」的重新思考。
01. 從「更大一台」到「連成一張網」
近日，IBM 與思科宣布，IBM 與思科達成合作，計劃在 2030 年代初，實現網路化的分散式量子運算，並給出了具體的時間計劃：5 年內完成「多台大規模、容錯量子電腦」互聯的概念驗證。到 2030 年前後，在相互獨立的低溫環境中，實現跨量子電腦的量子位元糾纏；到 2030 年代後期，為由量子電腦、量子感測器和量子通訊系統構成的「量子運算網際網路」打基礎。
這並非一次單點技術合作，而是試圖在「規模」上重新定義量子運算。
IBM 表示，現有路線圖是到 2033 年在單台量子電腦上實現2000 個量子位元、10 億次量子操作，但如果要再往數量級上推高，就必須依賴「互聯的量子系統」，而不是繼續無限堆大單一處理器。
換句話說，IBM 開始公開承認：單獨一台量子電腦路線存在「工程與物理」雙重天花板，而網路化量子運算，至少在概念上，為繼續擴展算力打開了另一扇門。
IBM 研究院院長兼 IBM 院士 Jay Gambetta 表示：「IBM 的路線圖包括在 2030 年前交付大規模、容錯的量子電腦。透過與思科合作，探索如何將多台這樣的量子電腦連接成一個分散式網路，我們將進一步提升量子運算能力。在建構未來運算的過程中，我們的願景是拓展量子電腦在更大型的高效能運算架構中的應用邊界。」
圖｜思科與 IBM 建立合作（來源：思科）
02. 思科介入的真正技術支點
如果說 IBM 擅長的是把更多、更「聽話」的量子位元塞進一個「冰箱」，那麼思科要解決的是：如何讓這些本應「靜止」的量子位元在網路中「飛」起來。這次合作的幾個關鍵技術支點相當具體：
量子網路單元（QNU）
IBM 計劃建構一個量子網路單元，作為量子處理器（QPU）的介面，專職把處理器內部的「靜止量子位元」轉化為可在網路中傳播的「飛行量子位元」，這是從「單機物理」走向「網路物理」的第一道關口。
微波–光學「轉導器」
透過microwave-optical transducer（微波–光學轉導器），把在低溫設備中以微波形式存在的量子資訊，轉化為可以透過光纖遠距離傳輸的光子訊號。據報導，這一器件「目前在所需品質和規模上仍不存在」，IBM 和思科不得不與費米實驗室旗下的超導量子材料與系統中心（SQMS）等科研機構合作攻關。
面向量子糾纏路由的軟體堆疊
在軟體與網路層面，思科正在開發一個高速通訊協定框架，可以在運算任務進行過程中動態重構網路路徑，將糾纏資源按需「配送」給 QNU。
這意味著，網路不再只是「傳資料」，而是要在恰當時刻，在正確的量子電腦之間分發量子糾纏，用以完成跨量子電腦的量子操作與「量子遠傳」。
在這一輪合作中，IBM 與思科的自我定位也相當清晰，IBM 繼續沿自身路線圖打造 IBM Quantum Starling 級容錯量子電腦，並負責 QPU 與 QNU 的體系設計。思科則輸出其在網路架構、通訊協定與硬體互聯方面的累積，為量子系統設計一套「能保住量子態」的資料中心與廣域網路骨架。
這種「擴大規模 + 橫向擴展」組合，至少在發展層面，比單一公司「閉門建大型量子電腦」更容易獲得耐心資本市場的理解。
圖｜量子運算網際網路圖示（來源：IBM）
03. 萬億量子門與「量子網際網路」的想像邊界
IBM 官方新聞稿稱，透過把多台大規模、容錯量子機連結在一起，網路有望支援數十萬量子位元規模的運算，並運行「潛在可達萬億量子門」的演算法。這將為「大型最佳化問題」以及「複雜材料與藥物設計」提供可能的運算空間。
如果把此前 IBM 部落格中提出的目標，到 2033 年在單台量子電腦上實現 10 億量子操作與「萬億量子門」的願景對照，可以看到一個隱含邏輯：
單機極限 + 網路擴展 ≈ 面向產業級問題的「有效算力」
這背後有兩個層面的判斷。首先，在應用端的的需求確實存在。化學模擬、複雜金融最佳化、材料設計等領域，對「高維搜尋空間」和「多變數耦合」的處理有天然剛需。IBM 與思科在材料中多次提及藥物和材料設計，显然是在對接當下產業界最願意為前沿運算買單的幾個方向。
其次，算力的瓶頸從晶片走向系統。當單獨一台量子電腦的物理尺寸、冷卻複雜度與控制線纜已經非常龐雜時，「再大一號的冰箱」不一定是成本最優解。透過網路將多台量子電腦組合為一個「邏輯整體」，在一定程度上把量子運算的難題，從「單機硬體極限」轉向「系統架構與網路工程」，這更接近傳統高效能運算的演化路徑。
當然，「萬億量子門」更多還是一個理想上限。整套規劃依賴一系列時間表難以完全鎖定的技術突破，各方也坦言，這是一場高度不確定的長期押注。
圖｜IBM 的大規模容錯量子電腦 IBM Quantum Starling 效果圖，該量子電腦計劃於 2029 年發布（來源：IBM）
04. 對產業與政策的現實訊號
從時間線來看，IBM–思科的合作更像是一份跨十年以上的「技術契約」：到 2028–2030 年前後，完成多台量子電腦糾纏與基本網路原型；到 2030 年代中後期，嘗試在更大範圍內連接量子電腦、感測器與通訊系統，形成某種意義上的「量子運算網際網路」。
對量子運算公司而言，這次合作在一定程度上確認了一個方向：光靠堆單台量子電腦，無法長期維持技術與商業想像力。圍繞 QPU、QNU、轉導器、通訊協定堆疊的生態協同，將逐漸成為競爭力的一部分。小型玩家或許更適合作為「專用元件或軟體層供應商」，而不是試圖在所有層面與 IBM、思科正面硬剛。
從時間上來看，時間尺度被攤開到了 2030 年代後期，這意味著短期內難以出現「立竿見影的量子網際網路商業模式」。但另一方面，IBM 已經在新聞稿中明確提及，會與學術機構聯合投資相關研究，這為「耐心資本+公共資金」共塑生態提供了現實入口。資本更需要判斷的是：在哪些局部環節，例如轉導器、低溫互聯、糾纏分發通訊協定，存在可被專攻的「窄而深」的技術縱深。
當「量子運算網際網路」被寫入主流科技公司的中長期規劃，意味著基礎網路基礎設施、標準與跨國合作遲早會被擺上桌面。IBM 部落格文章已經把終局描述為「quantum computing internet」，而思科在自家新聞稿中，將其與未來的「量子通訊」「量子感測網路」聯繫在一起，這會牽動密碼標準、資料主權乃至科研開放度的重新平衡。
值得注意的是，官方報導都十分克制地提到：現有量子電腦依然「雜訊明顯」「易出錯」；容錯量子電腦本身尚未真正落地；網路化只是把難度從一個領域，轉嫁到包括材料、器件、網路通訊協定在內的多學科交叉。
換句話說，沒人承諾「商業化時間表」，他們只是在把「物理上可行」的邊界往前推一點。
05. 量子發展進入「工程時代」
從這輪 IBM 與思科的聯合表態可以看到，量子運算的發展正在從「演算法與量子位元數量」的抽象競賽，逐漸滑向一場非常具體的工程博弈：低溫、光學、材料、網路通訊協定、資料中心架構……這些曾屬於傳統基礎設施範疇的關鍵字，被重新拉回到「前沿科技」的台前。
如果說前一個十年，量子產業還可以用一台量子電腦的峰值指標來定義進步，那麼走進 2030 年代，更關鍵的考題可能變成：你是否具備把多台量子電腦「真正聯成一台」的工程能力與生態能力。
從這個意義上看，「量子網際網路」距離現實或許還很遠，但業界正在逐步給出一個更可被驗證、也更可被質疑的路線圖。對市場來說，真正需要的，或許不是被「萬億量子門」這樣的數字點燃情緒，而是冷靜判斷：在這條長且不確定的道路上，自己究竟要站在哪一層、哪一環。
引用：
[2] https://www.ibm.com/quantum/blog/networked-quantum-computers
[3] https://outshift.cisco.com/blog/cisco-ibm-future-quantum