آیا کامپیوترهای کوانتومی چیز بزرگ بعدی در دنیای مراکز داده خواهند بود؟ اکثر خوش بینان کوانتومی – به این معنی که معتقدند کامپیوترهای کوانتومی کم و بیش برای استفاده در دنیای واقعی آماده هستند – می گویند بله.
همانطور که کامپیوترهای کوانتومی از سیستم‌های آزمایشی به منابع آماده تولید تبدیل می‌شوند که کسب‌وکارها در مقیاس بزرگ از آنها استفاده می‌کنند، مراکز داده مکان آشکاری برای زندگی آنها هستند. اما این لزوماً به این معنا نیست که بیشتر مراکز داده به زودی به خانه دستگاه‌های کوانتومی تبدیل می‌شوند.
سرعتی که رایانه‌های کوانتومی به مراکز داده معمولی راه پیدا می‌کنند – یا اینکه مراکز داده برای سازگاری با دستگاه‌های کوانتومی تکامل می‌یابند – احتمالاً کند خواهد بود.
وضعیت کامپیوترهای کوانتومی
از سال 2024، رایانه‌های کوانتومی که از مکانیک کوانتومی برای انجام عملیات هزاران بار سریع‌تر از رایانه‌های معمولی استفاده می‌کنند، در مقایسه با همین چند سال پیش پیشرفت زیادی کرده‌اند.
اگرچه ما هنوز کامپیوترهای کوانتومی نداریم که به اندازه کافی قابل اعتماد، به اندازه کافی ارزان و مقیاس پذیر باشند تا بتوانند بارهای کاری روزمره را مدیریت کنند، شرکت های فناوری بزرگ مانند گوگل و IBM در حال حاضر از دستگاه های کوانتومی استفاده می کنند که می توانند وظایف دنیای واقعی را انجام دهند.
تا حدی به همین دلیل، بسیاری از ناظران استدلال می‌کنند که ما به عملی بودن کوانتومی نزدیک می‌شویم – یعنی نقطه‌ای که در آن رایانه‌های کوانتومی برای استقرار گسترده قابل استفاده می‌شوند.
کامپیوترهای کوانتومی و مراکز داده کوانتومی
با وجود پیشرفت در فناوری محاسبات کوانتومی، همگرایی کمی بین کامپیوترهای کوانتومی و صنعت مرکز داده وجود داشته است. بیشتر دستگاه‌های کوانتومی در تأسیسات هدفمند وجود دارند، نه مراکز داده روزمره که میزبان زیرساخت‌های سنتی هستند.
برای اطمینان، برخی از اپراتورهای کامپیوتر کوانتومی این امکانات را مانند آزمایشگاه کوانتومی گوگل در سانتا باربارا، “مراکز داده کوانتومی” می نامند. اما آنها مراکز داده به معنای متعارف نیستند. آنها ساختمان هایی هستند که صرفاً برای قرار دادن رایانه های کوانتومی ساخته شده اند.
با این حال، دلیل خوبی وجود دارد که انتظار داشته باشیم مراکز داده سنتی – نوعی که امروزه کار اصلی آنها میزبانی سرورهای معمولی است، نه کامپیوترهای کوانتومی – به خانه دستگاه های کوانتومی نیز تبدیل شوند. از این گذشته، از نظر فضا، انرژی و تجهیزات خنک‌کننده، رایانه‌های کوانتومی همان نیازهای اولیه را دارند که رایانه‌های معمولی. استقرار دستگاه های کوانتومی در یک مرکز داده به همان اندازه منطقی است که سرورهای x86 یا ARM.
برنامه هایی برای این منظور در حال حاضر در حال توسعه هستند: سال گذشته، Equinix همکاری با شرکت Quantum Circuits فروشنده محاسبات کوانتومی را برای استقرار یک کامپیوتر کوانتومی در مرکز داده Equinix اعلام کرد. Equinix در آن زمان گفت که استقرار تا “اواخر سال 2023” کامل می شود و به نظر نمی رسد که شرکت ها به این هدف دست پیدا کنند. با این وجود، ابتکار عمل آنها بسیار مهم است زیرا یکی از اولین تلاش‌ها برای وارد کردن یک کامپیوتر کوانتومی به یک مرکز داده معمولی است.
چالش‌های کوانتومی برای مراکز داده
از سوی دیگر، با وجود برخی پیشرفت ها در تبدیل مراکز داده به خانه هایی برای رایانه های کوانتومی، احتمالاً نباید در آینده نزدیک انتظار چنین استقرارهایی را در مقیاس وسیع داشته باشیم. چالش‌های سختی برای غلبه بر صنعت محاسبات کوانتومی و صنعت مرکز داده وجود دارد.
در سمت محاسبات کوانتومی این معادله، تقاضا برای دستگاه‌های کوانتومی دنیای واقعی قبل از اینکه احتمالاً شاهد علاقه‌مندی کسب‌وکارهای بیشتری به استقرار رایانه‌های کوانتومی در مراکز داده باشیم، باید افزایش یابد. تا به امروز، با وجود جهش های قابل توجه به جلو در سال های اخیر، بیشتر رایانه های کوانتومی هنوز فقط برای اهداف آزمایشی یا اثبات مفهوم استفاده می شوند. تحلیلگران پیش‌بینی می‌کنند که این موضوع در سال‌های آینده تغییر خواهد کرد زیرا شرکت‌ها سرمایه‌گذاری‌های هنگفتی را در زیرساخت‌های کوانتومی انجام می‌دهند – که احتمالاً بیشتر آنها در مراکز داده مستقر خواهند شد – اما هنوز این اتفاق نیفتاده است.
در مورد صنعت مرکز داده، بسیاری از امکانات نیاز به تغییرات فیزیکی دارند تا به خانه های ایده آل برای کامپیوترهای کوانتومی تبدیل شوند. در حال حاضر، مراکز داده مرسوم، فضای اصلی و منابعی را که دستگاه‌های کوانتومی برای عملکرد به آن نیاز دارند، فراهم می‌کنند. اما رایانه‌های کوانتومی نیازهای منحصربه‌فردی مانند محافظت بیشتر در برابر تداخل الکترومغناطیسی دارند که اکثر مراکز داده در حال حاضر نمی‌توانند آنها را تأمین کنند.
خبر خوب برای صنعت این است که برآوردن این الزامات در بیشتر موارد نیازی به بازسازی امکانات از ابتدا ندارد. مراکز داده را می توان به منظور سازگاری با کوانتومی بازسازی کرد. اما تقریباً هیچ‌یک تاکنون چنین تغییراتی را تجربه نکرده‌اند – و با توجه به تقاضای کم برای استقرار دستگاه‌های کوانتومی در مراکز داده، تعداد کمی از اپراتورهای مرکز داده انگیزه قوی برای بهینه‌سازی امکانات خود برای محاسبات کوانتومی دارند.
بنابراین، چیزی از یک مشکل مرغ و تخم مرغ وجود دارد که باید قبل از اینکه مراکز داده کوانتومی به واقعیتی فراگیر تبدیل شوند، برطرف شود: تا زمانی که کسب و کارهای بیشتری بخواهند رایانه های کوانتومی را در مراکز داده مستقر کنند، اپراتورهای مرکز داده بعید است که روی تغییرات مورد نیاز برای تطبیق سرمایه گذاری کنند. سخت افزار کوانتومی اما تا زمانی که این کار انجام نشود، کسب و کارها دلیل کمتری برای روی آوردن به مراکز داده به عنوان خانه هایی برای کامپیوترهای کوانتومی دارند.
پیشرفت آهسته اما پیوسته به سمت مراکز داده کوانتومی
ما در حال نزدیک‌تر شدن به دنیایی هستیم که رایانه‌های کوانتومی در مراکز داده رایج می‌شوند. اما هنوز حداقل چند سال دیگر با آن جهان فاصله دارد.
در آینده نزدیک، نزدیک‌ترین چیزی که احتمالاً به مراکز داده کوانتومی دنیای واقعی خواهیم رسید، اثبات مفهومی در مقیاس کوچک است، مانند اجرای آزمایشی استقرار رایانه کوانتومی توسط Equinix. انتظار داشته باشید که تغییر کند، اما نه خیلی زود.