В криостате, охлаждённом до десятков милликельвинов, живут сверхпроводниковые кубиты. Их немного — десятки, от силы сотни. Перекрёстные помехи и тепловой шум не дают упаковать больше. А для взлома RSA-2048 нужно от десяти тысяч до десяти миллионов физических кубитов. Разрыв в пять порядков — как между велосипедом и ракетой.
Оркестратор — дирижёр, который из одной партитуры запутанности создаёт любую мелодию связей. Он генерирует графовые состояния — запутанные структуры, где узлы связаны по рисунку графа. Удерживая часть кубитов у себя, оркестратор локальными измерениями Паули перестраивает виртуальные связи между клиентами. Физическая проводка остаётся прежней, а логическая топология меняется как угодно. Из линейного графового состояния слиянием получается шина, а измерениями по X сокращается расстояние между узлами.
Квантовый дата-центр — не глобальная сеть, а локальная инфраструктура: несколько квантовых компьютеров в одном здании. Они соединены оптическими каналами, которые работают при комнатной температуре. Трансдукция — мост между криогенным миром кубитов и оптическим миром фотонов. Разрыв частот — пять порядков величины. Преодолеть его — значит дать кубитам свободу передвижения.
Следующий шаг — квантовые хабы: объединение нескольких дата-центров через меш-сеть оркестраторов. Открытым остаётся вопрос, можно ли реализовать межсетевые топологии на n-звёздных графовых состояниях только локальными операциями. Потребуется стандартизация метрик трансдукции: одной эффективности недостаточно, нужно учитывать тип кодирования и шумовые характеристики. Декогеренция — потеря квантовых свойств из-за взаимодействия с окружением — остаётся фундаментальной проблемой. Квантовые дата-центры не решают её, но перекладывают на архитектурный уровень: если не можешь продлить жизнь кубита, разнеси вычисление по многим кубитам и свяжи их запутанностью.
В криостате по-прежнему холодно. Но теперь холод не тюрьма, а стартовая площадка. Оркестратор дирижирует, и запутанность звучит всё громче.
Для взлома 2048-битного RSA-ключа требуется около 4099 логических кубитов, что в пересчёте на физические (с учётом коррекции ошибок) даёт от 10 000 до 10 000 000 кубитов. Современные квантовые компьютеры имеют лишь десятки физических кубитов.
Идея квантового дата-центра перекликается с «квантовым запутыванием» из романа Лю Цысиня «Задача трёх тел», где софоны используют запутанность для мгновенной связи. В реальности запутанность не передаёт информацию быстрее света, но позволяет телепортировать квантовые состояния без физического переноса частиц.