Quantumin suuri harppaus asettaa datakeskukset valokeilaan

Sen jälkeen, kun vuosikymmeniä on rajoittunut suurelta osin tutkimuslaboratorioihin, kvanttilaskenta saattaa olla lähempänä murtumishetkeään kuin monet Wall Streetillä odottavat.

Teknologiaa, joka käyttää kvanttimekaniikan periaatteita ratkaisemaan ongelmia, jotka ylittävät tehokkaimpien klassisten supertietokoneiden kyvyt, on pitkään kuvattu futuristiseksi. Mutta nopeat edistysaskeleet ovat tehostaneet investointeja alalle ja herättäneet keskustelua siitä, kuinka nämä tehokkaat tietokoneet integroituvat teollisuudenaloihin, kuten jo kukoistavaan datakeskussektoriin.

“Olemme varmoja, että vuosikymmenen loppuun mennessä meillä on konesaleissa koneita, joilla on kaupallista arvoa”, Zulfi Alam MicrosoftQuantumin varatoimitusjohtaja kertoi CNBC:lle.

“En pystyisi sanomaan tätä näin selkeästi viime vuonna, mutta tänä vuonna voin väittää, että vuoteen 2029 mennessä sinulla on koneita, joissa on kaupallista [value]mikä tarkoittaa, että he tekevät laskelmia, joita perinteiset koneet eivät pysty tekemään”, sanoi Alam, joka johtaa yrityksen skaalautuvan kvanttikoneen kehitystä.

Klassiset tietokoneet käyttävät kytkimiä tai bittejä joko kulkemaan tai estämään sähkövirta milloin tahansa laskelmien suorittamiseksi. Mitä suurempi bittien määrä, sitä suurempi laskentateho. Kvanttitietokoneet puolestaan ​​käyttävät joidenkin materiaalien kykyä olla äärimmäisen alhaisissa lämpötiloissa sekä “päällä” että “pois päältä” samanaikaisesti. Tämän ansiosta kvanttibitit tai kubitit voivat suorittaa samat laskelmat huomattavasti suuremmilla nopeuksilla.

Microsoft, joka viime vuonna esitteli uuden Majorana-nimisen kvanttilaskentasirun, kuuluu hyperskaalaajiin – yrityksiin, jotka tarjoavat laskentakapasiteettia, joka voi laajentua nopeasti kysynnän kasvaessa – kuten Google ja Amazon jotka investoivat voimakkaasti teknologiaan.

Patrick Moorhead, Moor Insights & Strategyn toimitusjohtaja ja pääanalyytikko, sanoi myös näkevänsä hyperskaalaajien ja alustavalmistajien lisäävän investointeja pilviyhteyden, hinnoittelun ja kehittäjäalustojen kautta, kun taas puolustussektori investoi varhaisessa vaiheessa sekä kvanttilaskentaan että verkkoon.

Myös hallitukset lisäävät investointejaan, ja Kiina johtaa vain vajaat 18 miljardia dollaria julkisilla investoinneilla kvanttiteknologiaan, ja EU seuraa tiiviisti perässä Euroopan kansainvälisen poliittisen talouden keskuksen (ECIPE) ajatushautomon mukaan.

S&P Global Market Intelligencen kvanttilaskenta- ja pilvitalouden analyytikko Ellie Brownin mukaan useimmat toimialan tiekartat asettavat näiden järjestelmien käyttöönoton nyt vuosille 2028–2032.

UBS näkee kvanttilaskennan edut saapuvan 2030-luvun alkuun mennessä, vaikka yritysten tiekartat sijoittuvat tähän aiemmin, sanoi UBS:n analyytikko Madeleine Jenkins. “Monet yritykset kertovat minulle, että vuosi 2027 tulee olemaan suuri vuosi kvanttien kannalta tiekartan ja saavutettujen tavoitteiden kannalta”, hän sanoi.

Yhdessä nämä aikajanat osoittavat, että ala etenee tasaisesti kohti todellista käyttöönottoa, ja samalla herättävät tärkeitä kysymyksiä siitä, kuinka nykypäivän tietoinfrastruktuurin on kehitettävä tukeakseen sitä.

Tammikuussa julkaistussa 103-sivuisessa raportissa Jenkinsin johtamat UBS:n analyytikot sanoivat, että teollisuus on lähellä valmistelemaan kvanttitietokonetta, jonka rakentaminen voisi maksaa kymmeniä miljoonia dollareita, mutta joka pystyy ratkaisemaan ongelman 200 sekunnissa, mikä kestäisi tavanomaisella supertietokoneella 10 000 vuotta.

Mitä tulee vaikutukseen datakeskusten ekosysteemiin, asiantuntijat kertoivat CNBC:lle, että kvantti voisi mahdollisesti alentaa energiaa kuluttavien tilojen energiantarpeita ja samalla vähentää tekoälyn koulutukseen tarvittavaa työmäärää.

Energian suhteen kvanttilaskenta vaatisi “murto-osan siitä, mitä datakeskus käyttäisi”, Jenkins sanoi.

“Suuri asia on aika; jos otat saman ongelman, joka kestäisi tuhansia ja tuhansia… tunteja, ja korvaat sen kvanttitietokoneella, joka kestää sekunteja tai minuutteja, tarvitset ilmeisesti vain paljon vähemmän energiaa”, hän sanoi.

Microsoftin Alam totesi myös kvanttitietokoneiden alhaisemmat tehovaatimukset ja korosti, että Majorana 1 “esittelee enemmän tehoa kuin koko planeetan laskenta. [in] kämmenelläsi, eikä se ole kuuma. On kylmä.”

Vaikka kvanttiteknologia kehittyy nopeasti, on epätodennäköistä, että se lähitulevaisuudessa syrjäyttäisi palvelinkeskuksissa tällä hetkellä käytössä olevan klassisen tietojenkäsittelyn.

“Ihannetapauksessa ongelmanratkaisutyökuorman koko tehokkuus laskee, mutta se ei ole täydellinen korvaaminen”, S&P:n Brown sanoi.

Microsoftin Alam korosti, että kvanttijärjestelmät eivät toimi erillään. “Kvanttikone ei ole itsenäinen kokonaisuus. Se on hybridityökalu. Se on kvanttikiihdytin, joka tarvitsee korkean suorituskyvyn tietokoneen hyvin lähelle”, hän sanoi.

Moor Insights & Strategyn Moorhead totesi myös, että jos kvanttimittakaava on, se todennäköisesti täydentää toisiaan lisäämällä uuden luokan “erityisinfrastruktuuria” datakeskuksiin ja siirtämällä tilojen suunnittelua kohti “kvanttityyppejä”, joilla on omat teho- ja lämpötarpeensa.

“Se ei syrjäytä hallitsevaa energiatekijää lähitulevaisuudessa, mikä on tekoälyn palvelinkeskuksen laajennus, mutta se lisää erikoiskuormitusta ja toiminnallista monimutkaisuutta”, hän kertoi CNBC:lle sähköpostitse lähetetyissä kommenteissa.

Viime kädessä se todennäköisesti muuttaa kysynnän muotoa, mutta ei mittakaavaa, sillä tekoälybuumi pysyy tilojen kysynnän keskeisenä tekijänä.

Tällaisen järjestelmän rakentaminen todellisiin tietokeskusympäristöihin ei ole yksinkertaista, ja se voi vaatia täysin uusia tarkoitukseen rakennettuja tiloja.

Brownin ja S&P:n analyytikko Kelly Morganin mukaan vain kourallinen erikoistuneita kvanttitietokoneita on tällä hetkellä käytössä palvelinkeskuksissa, ja kvanttitoimittajat suunnittelevat parhaillaan alan standardeja tehostaakseen laajempaa käyttöönottoa.

Vielä on paljon mittatilaustyötä, joka on tehtävä kvanttijärjestelmien integroimiseksi datakeskuksiin, Brown sanoi ja lisäsi, että “meiltä puuttuu kvanttikykyjä hyödyntääksemme sitä ja asentaaksemme sen tehokkaasti.”

Mutta pitkällä aikavälillä hän odottaa “mukavaa vuorovaikutusta kvantin ja joidenkin muiden datakeskusalueiden, mukaan lukien tekoälyn” välillä, jossa nämä kaksi voisivat työskennellä yhdessä ongelmien ratkaisemiseksi.

Tim Adams, Institute of International Financen toimitusjohtaja, sanoi, että nämä esteet vahvistavat tarvetta jatkaa investointeja datakeskusten infrastruktuuriin seuraavan vuosikymmenen aikana.

“Tietokeskukset ovat välttämättömiä teknologisen muutoksen edistämiseksi, ja niitä tulisi ajatella yhtenä useista todennäköisistä investoinneista tiellä kohti erittäin mullistavia saavutuksia, jotka tulemme varmasti näkemään seuraavan kymmenen vuoden aikana.” Adams kertoi CNBC:lle.

Ja tämä vaihe on jo alkanut, ja Brown viittasi M&A-toiminnan puhkeamiseen, jonka tarkoituksena on rakentaa kvantumin kaupalliseen vaiheeseen tarvittavia valmiuksia.

“M&A-kaupat ovat olleet massiivisia viimeisten kolmen kuukauden aikana”, Brown sanoi ja huomautti useita kvanttiyrityksen ostoilmoituksia. IonQ. “Avaruudessa on tehty paljon asemointia, ei vain kvanttikykyjen ja -teknologian parantamiseksi, vaan myös toimitusketjun hallintaan hieman.”

Kvanttilaskennan tarjoamien mahdollisuuksien ohella, mitä tulee riskeihin, tietoturva on luultavasti suurin.

UBS:n mukaan riittävän tehokas kvanttitietokone voisi rikkoa nykyiset salausmenetelmät, jolloin turvajärjestelmät eivät olisi enää luotettavia. Sveitsiläisen pankin raportissa varoitetaan, että yritysten on otettava käyttöön uusia kvanttiturvallisia salaustekniikoita, joihin investoinnit on aloitettava lähivuosina.

Jopa tästä investointien noususta huolimatta Microsoftin Alam varoitti, että polku eteenpäin ei tule olemaan helppo. Se vaatii paljon “verta, hikeä ja kyyneleitä”, hän sanoi ennakoiden lukuisia haasteita, kun kvanttikoneet tulevat verkkoon – suorituskyvyn vertailuarvojen täyttämisestä monimutkaisten teknisten ongelmien ratkaisemiseen – joiden kaikkien on “yhtenevä oikeaan aikaan”, jotta todellinen taika tapahtuisi.