رایانش کوانتومی پتانسیل زیادی برای کاربردهای محاسبات سریع (HPC) دارد. اما این فناوری هنوز در مراحل اولیه است و احتمالاً چند سالی طول بکشد تا مراکز داده فعلی خود را با آن انطباق دهند.
محاسبات کوانتومی یکی از درخشان‌ترین حوزه‌های نوین فناوری اطلاعات است و در سال‌های اخیر توجهات زیادی را به خود جلب کرده است، اما میزان اهمیت و ارتباط آن با حوزه مراکز داده هنوز نامشخص است.
اکنون که سرمایه‌گذاری‌ها به سمت کوانتوم جریان دارد و نقش آن در حال ظهور است، باید ارتباط آن با صنعت آی‌تی و به خصوص مراکز داده بررسی شود.
در سال گذشته، IDC پیش‌بینی خود را از بازار جهانی محاسبات کوانتومی منتشر و پیش‌بینی کرد که سرمایه محاسبات کوانتومی از 412 میلیون دلار در سال 2020 به 8/6 میلیارد دلار در سال 2027 خواهد رسید.
قدرت محاسباتی جذابیت کوانتوم را افزایش داده است
برهم‌نهی و درهم‌تنیدگی مفاهیمی هستند که جذابیت محاسبات کوانتومی را افزایش می‌دهند؛ این مفاهیم قدرت محاسباتی بالقوه را افزایش می‌دهند، برخلاف روشی که حالت‌های خاموش و روشن یا صفر و یک محاسبات کلاسیک را تعریف می‌کند.
فرد چانگ، دانشمند ارشد نرم‌افزار کوانتومی در ColdQuanta، گفت که با هر کیوبیتی که به محاسباتی که از این ویژگی‌ها بهره‌برداری می‌کند اضافه می‌شود، قدرت محاسباتی به صورت تصاعدی افزایش می‌یابد.
او گفت: « n کیوبیت به ما اجازه می دهند که به طور همزمان 2 به توان n عدد را نشان دهیم؛ رایانه‌های دیجیتالی تنها می‌توانند یکی از این اعداد را در یک زمان نشان دهند.»
واحدهای پردازش کوانتومی می‌توانند در شبیه‌سازی فیزیک و شیمی، بهینه‌سازی مسائلی مانند لجستیک یا حتی انواع خاصی از یادگیری ماشین بسیار خوب باشند. جیسون لارکین، محقق موسسه مهندسی نرم افزار دانشگاه کارنگی ملون (CMU)، گفت که سازمان‌ها به طور فعال در حال آزمایش و یافتن کاربردهای بالقوه این فناوری هستند.
لارکین گفت: «IBM در حال نصب کامپیوترهای کوانتومی است. برای مثال، آنها با موسسه کلیولند همکاری کردند و قصد دارند محاسبات کوانتومی را با فناوری‌های سنجش کوانتومی ترکیب کنند.»
او گفت: «محاسبات کوانتوم قرار است حوزه‌ای باشد که در آن می‌توان کارهایی را در زمان واقعی انجام داد که زمان زیادی را در رایانه‌های کلاسیک می‌برد.»
احتمالاً محاسبات کوانتومی همچنان به زمان بیشتری برای توسعه نیاز داشته باشد
با وجود پیش‌بینی‌های IDC و اشتیاق لارکین، بسیاری به این فناوری شک دارند و آینده‌ای نزدیک برای محاسبات کوانتومی به خصوص در زیرساخت مرکز داده فعلی نمی‌بینند.
فرانتس فرانچتی، استاد مهندسی برق و کامپیوتر در CMU، تمایز زیادی بین محاسبات کوانتومی «واقعی» و دستگاه‌هایی که به بازار عرضه می‌شوند یا نزدیک به بازار هستند، قائل است.
فرانچتی گفت: «کامپیوترهایی که الان در اختیار داریم، فقط جنجالی هستند و کامپیوترهای کوانتومی مقیاس پذیر واقعی نیستند.» «من فرض می‌کنم که چنین دستگاه‌های آزمایشی در ارائه‌دهندگان ابری نمایش داده می‌شوند، اما بیشتر به عنوان سیستم‌های آزمایشی برای نشان دادن میزان خوب بودن ارائه‌دهنده نمایش داده می‌شوند.»
فرانچتی معتقد است که برای ظهور یک معماری واضح خیلی زود است، اگرچه او اذعان می کند که لایه نرم افزار اکنون «به طور معقولی استاندارد شده است.» با این حال، با دستگاه‌های محاسباتی کوانتومی فعلی، کاربردهای آنها محدود است.
مراکز داده استاندارد فعلی الزامات سرمایش محاسبات کوانتومی را ندارند
مارک اکتون، مشاور خدمات مرکز داده می‌گوید میزبانی کامپیوترهای کوانتومی ممکن است در کوتاه مدت یک مانع دشوار برای شرکت‌ها باشد. آینده محاسبات کوانتومی به این بستگی دارد که فناوری چگونه تکامل می‌یابد و میزبانی آن در یک مرکز داده استاندارد چقدر آسان می‌شود. او خاطرنشان می‌کند که الزامات فوق خنک‌کننده برای محاسبات کوانتومی به این معنی است که مراکز داده سنتی هنوز برای میزبانی این تجهیزات راه اندازی نشده‌اند.
محاسبات کوانتومی به طور گسترده جایگزین دیجیتال نخواهد شد
اکتون گفت: «تنها جایی که محاسبات کوانتومی در حال حاضر مستقر است، مناطق هدفمندی است که به طور مؤثر امکانات تحقیقاتی هستند. محاسبات کوانتومی در روند فعلی و آینده نزدیک، محاسبات دیجیتال را با سرعت بسیار زیاد و کارآمد بودن در برخی از انواع محاسبات و پیش‌بینی‌ها تقویت می‌کند، اما تقریباً به طور قطع جایگزین محاسبات دیجیتال برای برنامه‌های روزمره و تراکنش‌های ساده نخواهد شد.»
مراکز داده فعلی تا 30 سال آینده امکانات میزبانی محاسبات کوانتومی را ندارند
به گفته اکتون، مراکز داده تجاری که امروزه ساخته می‌شوند برای 20 تا 30 سال وجود خواهند داشت و در حال حاضر برای میزبانی از محاسبات کوانتومی طراحی نشده‌اند. در عوض، احتمال بیشتری وجود دارد که کوانتوم به ممیزی مراکز داده که از ابتدا به طور خاص طراحی شده‌اند، نیاز داشته باشد، اما این تا حد زیادی به میزان نیاز معماری های در حال توسعه به خنک کننده برودتی و سایر تجهیزات ویژه برای عملیات بستگی دارد.
احتمالاً محاسبات کوانتومی، مراکز داده اختصاصی خواهند داشت
اکتون گفت:«در حال حاضر فناوری‌ها و معماری‌های کوانتومی رقیب وجود دارد که چندان با هم انطباق ندارند. تا زمانی که یک رویکرد استانداردتر و مدل منسجم نداشته باشیم، احتمالاً محاسبات کوانتومی در مراکز داده سفارشی پیاده‌سازی خواهند شد که از ابتدا به‌جای مراکز داده تجاری سنتی، برای نیازهای کوانتومی ساخته شده‌اند و منحصر به فرد هستند، زیرا تجهیزات مرکز داده فعلی پاسخگوی کوانتوم نیستند.»
فروشندگان فعلی کامپیوترهای کوانتومی
فروشندگانی که در حال حاضر محصولات تجاری یا برنامه های کاربردی کوانتومی را به مشتریان ارائه می‌دهند عبارتند از Artiq، Sinara، Zapata و IBM. به گفته IDC، برخی دیگر از سازمان‌هایی که در کوانتوم فعالیت می‌کنند، عبارتند از: استارتاپ IQM، Atos، Pasqal و زیرمجموعه‌های انویدیا یعنی cuQuantum Appliance و کیت توسعه نرم‌افزار cuQuantum.
دیدگاهتان را بنویسید