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量子数据中心可能是未来的发展方向

Alan R. Earls 2023-03-28 原文

量子计算是IT领域最闪亮的新发展之一。现在，它开始受到关注——但它在多大程度上渗透到数据中心的世界中，还有待观察。

资金正在流入量子领域，其作用正在显现。去年11月，IDC发布了对全球量子计算市场的预测，预计客户在量子计算上的支出将从2020年的4.12亿美元增长到2027年的86亿美元。他们的论点是，持续的突破将推动业绩并导致更广泛的采用。

计算能力推动量子的吸引力

叠加和纠缠是驱动量子计算吸引力的概念，因为它们增加了潜在的计算能力，而不是经典计算的开/关或1 / 0状态。

ColdQuanta量子软件首席科学家Fred Chong表示，利用这些特性的计算每增加一个量子位，计算能力就会呈指数级增长。

他说：“它们允许n个量子位同时代表2n个数字；数字计算机一次只能代表其中一个数字。”。

量子处理单元可以很好地模拟物理和化学，优化物流等问题，甚至某些类型的机器学习。卡耐基梅隆大学（CMU）软件工程研究所的研究员杰森·拉金（Jason Larkin）表示，各组织正在积极尝试寻找该技术的潜在应用。

“IBM已经在安装量子计算机，”拉金说。“例如，他们与克利夫兰诊所合作，计划将量子计算与量子传感技术相结合。”

虽然承认量子的复杂性和固有挑战，但拉金表示，这项技术在探测分子电子结构等应用中具有独特的力量。

他说：“这也被认为是一个领域，在经典计算机中，需要花费指数级的时间才能实时完成任务。”。

量子计算可能需要更多的时间来发展

尽管IDC的预测和Larkin的热情，但其他人持怀疑态度，认为在典型的数据中心中，量子计算没有任何直接的未来。

CMU的电气和计算机工程教授弗朗茨·弗兰切蒂（Franz Franchetti）对“真正的”量子计算和正在销售或接近市场的设备进行了严格的区分。

弗朗切蒂说：“它们是绝热的或有噪声的中尺度量子计算机，而不是真正的、可扩展的量子计算机。”。“我认为，这样的实验设备将出现在云提供商身上，但更多的是作为实验系统，以显示提供商有多好。”

同样，弗朗切蒂认为，现在出现一个清晰的架构还为时过早，尽管他承认软件层现在已经“合理标准化”。然而，就目前的量子计算设备而言，它们的应用是有限的。

英国数据中心顾问马克·阿克顿（Mark Acton）表示，短期内，托管量子计算机可能是企业面临的一个难题。量子计算的未来将取决于技术如何发展，以及在更标准的数据中心中托管变得多么容易。他指出，量子计算的过冷要求意味着传统的数据中心还没有建立起来托管这种设备。

阿克顿说：“量子计算目前唯一的基础是专门建造的区域，这些区域是有效的研究设施。”。“量子计算在其当前和近期的未来迭代中，将通过在某些类型的计算和预测中极其快速和高效来增强数字计算，但几乎肯定不会取代数字计算来实现更普通的应用和简单的交易。”

阿克顿表示，目前正在建设的商业数据中心将持续20至30年，目前还没有设计用于承载量子计算。相反，量子更有可能进入专门设计或经过重大翻新的数据中心，但这在很大程度上取决于发展中的体系结构对低温冷却和其他特殊操作设备的需求程度。

阿克顿说：“存在着相互竞争的量子技术和体系结构。”。“在我们拥有更标准化的方法和一致的交付模型之前，量子计算很可能基于定制的数据中心，”这些数据中心是专门为量子需求而构建的，而不是传统的商业数据中心。

目前提供商业产品或量子应用的供应商包括Artiq、Sinara、Zapata和IBM。据IDC称，其他涉足量子领域的组织包括初创公司IQM、量子硬件初创公司Atos、Pasqal和Nvidia的cuQuantum Appliance和cuQuantum软件开发套件。在美国以外，欧洲高性能计算联合企业正在资助高性能计算机和量子模拟器混合项目。

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