量子電腦會成為數據中心領域的下一個重大事件嗎?大多數量子樂觀主義者(即那些相信量子電腦或多或少已經準備好用於現實世界的人)都會說是的。
隨著量子電腦從實驗系統發展成為企業大規模利用的生產就緒型資源,數據中心顯然是它們能夠生存下來的地方,但這並不一定意味著大多數數據中心很快就會成為量子設備的最終歸宿。
量子電腦進入傳統數據中心的速度,或者數據中心發展以適應量子設備的速度,可能會很慢。
量子電腦的現狀
截至2024年,量子電腦利用量子力學執行操作的速度要比傳統電腦快數千倍,與幾年前相比已經取得了長足的進步。
雖然我們還沒有足夠可靠的、足夠便宜的、足夠可擴展的量子電腦來處理日常工作負載,但谷歌和IBM等大型科技公司已經在運行可以處理現實世界任務的量子設備了。
出於這個原因,很多觀察家認為我們正在接近於實現量子實用性——意味著可以廣泛部署量子電腦。
量子電腦和量子數據中心
儘管量子計算技術取得了進步,但量子電腦和數據中心行業之間幾乎沒有融合。大多數量子設備僅用於專用數據中心,而不是託管傳統基礎設施的日常數據中心。
可以肯定的是,一些量子電腦運營商將這些設施(例如谷歌位於聖巴巴拉的量子實驗室)稱為「量子數據中心」,但其實並不是傳統意義上的數據中心;而是專門為容納量子電腦而建造的建築物。
然而,我們有充分的理由期待傳統數據中心(目前這種數據中心的主要工作是託管傳統伺服器,而不是量子電腦)也將成為量子設備的家。畢竟,在空間、能源和冷卻設備方面,量子電腦與傳統電腦都有相同的基本需求。在數據中心部署量子設備和x86或者ARM伺服器一樣是有意義的。
這方面的計劃已經在制定中了:去年,Equinix宣布與量子計算廠商Quantum Circuits合作,在Equinix數據中心部署量子電腦。Equinix表示,部署工作將在「2023年底」完成,但兩家公司似乎並未實現這一目標。儘管如此,他們的這一舉措意義重大,因為這代表了將量子電腦引入傳統數據中心的首批努力工作之一。
數據中心量子面臨的挑戰
儘管在把數據中心轉變為量子電腦之家方面取得了一些進展,但我們可能看不到不久的將來有大規模的此類部署。量子計算行業和數據中心行業仍然面臨著嚴峻的挑戰。
在量子計算方面,在我們可能會看到更多企業對數據中心內部署量子電腦表現出興趣之前,對現實環境中量子設備的需求需要提升起來。儘管近年來量子電腦取得了重大飛躍,但大多數仍然僅用於實驗或概念驗證目的。有分析師預測,隨著企業對量子基礎設施進行大規模投資(其中大部分可能是在數據中心內的),這種情況將在未來幾年發生變化,但目前這還沒有發生。
對於數據中心行業來說,許多設施需要進行一些物理改造才能成為量子電腦的理想家園。目前,傳統數據中心提供了量子設備運行所需的核心空間和資源,但量子電腦有一些獨特的需求,例如針對電磁干擾的額外保護,這是大多數數據中心目前無法提供的。
好消息是,在大多數情況下,滿足這些要求不需要從頭開始重建數據中心。數據中心可以進行改造以變得對量子友好,但幾乎還沒有哪個數據中心經歷過這樣的變化——而且鑑於在數據中心部署量子設備的需求較低,很少有數據中心運營商有強烈的動力去優化他們的量子計算設施。
因此,在量子數據中心成為普遍現實之前,必須克服先有雞還是先有蛋的問題:在更多企業希望在數據中心內部署量子電腦之前,數據中心運營商不太可能投資於適應量子硬體所需的變革。但在此之前,企業也沒有理由把數據中心改造成量子電腦之家。
量子數據中心緩慢但穩定取得進展
我們正在一步步形成一個世界,在這個世界中量子電腦在數據中心中變得司空見慣,但這至少還需要好幾年的時間。
在不久的將來,我們最接近於實現量子數據中心的情況可能就是進行小規模的概念驗證,例如Equinix的量子電腦部署試點。預計這種情況會發生改變,但還不會太快。