تامین محاسبات کوانتومی در آمایش کولوکیشن

آینده محاسبات به سرعت در حال تغییرات شگرفی است و محاسبات کوانتومی رهبری این تحول را عهده‌دار است. برخلاف رایانه‌های سنتی که بیت‌های باینری (0 و 1) را پردازش می‌کنند، رایانه‌های کوانتومی از کیوبیت‌ها بهره می‌برند. این کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند در چندین حالت به طور همزمان وجود داشته باشند که آن‌ها را بسیار قدرتمندتر نمایش می‌دهند.

این فناوری به سیستم‌های کوانتومی توانایی امکان حل سریع‌تر مسایل پیچیده را نسبت به رایانه‌های معمولی می‌دهد. همان‌طور که محاسبات کوانتومی رشد می‌کند، مراکز داده کولوکیشن هم باید زیرساخت‌های خود را ارتقا دهند تا پیشرو باقی بمانند.

نقش رو به رشد محاسبات کوانتومی در مراکز داده

محاسبات کوانتومی دیگر فقط یک ایده و اندیشه نیستند. شرکت‌های بزرگی همچون آی‌بی‌ام، گوگل و مایکروسافت پردازنده‌های کوانتومی کارآمدی ساخته‌اند. بسیاری از استارت‌آپ‌ها نیز در این زمینه به‌سرعت در حال پیشرفت‌اند.

این پیشرفت‌ها بدین معناست که مراکز داده باید برای بارهای کاری کوانتومی مهیا شوند. کامپیوترهای کوانتومی به محیط‌های خاصی با خنک‌کنندگی شدید، لرزش کم و محافظت در برابر تداخل الکترومغناطیسی (EMI) نیاز دارند.

برای رقابتی ماندن، ارائه‌دهندگان کولوکیشن باید اکنون در زیرساخت‌های آماده کوانتومی، سرمایه‌گذاری کنند.

نقش محاسبات کوانتومی در بهره‌وری انرژی

محاسبات کوانتومی، پتانسیل کاهش قابل توجه‌ای در مصرف انرژی مراکز داده را دارد. برخلاف محاسبات سنتی با کارایی بالا، که به مقدار زیادی نیرو نیاز دارد، سیستم‌های کوانتومی می‌توانند محاسبات پیچیده را سریع‌تر پردازش کرده و در عین حال انرژی کمتری را مصرف کنند. این کارایی، محاسبات کوانتومی را به یک راه‌حل امیدوارکننده برای مراکز داده تبدیل می‌کند که به‌دنبال کاهش هزینه‌های عملیاتی و کاهش اثرات زیست محیطی هستند.

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های انرژی برای مراکز داده، زیرساخت‌های خنک کننده است. محاسبات سنتی سطوح بالایی از گرما را تولید می‌کند و برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد تجهیزات، نیاز به خنک‌کننده دائمی دارد. از سوی دیگر، سیستم‌های کوانتومی از الگوریتم‌های کوانتومی پیشرفته برای بهینه‌سازی فرآیندهای خنک‌کننده، استفاده می‌کنند. این الگوریتم‌ها داده‌ها را در زمان واقعی تجزیه و تحلیل می‌کنند و به مراکز داده این اجازه را می‌دهند تا کنترل دما را به صورت پویا تنظیم کرده و انرژی هدر رفته را کاهش دهند.

علاوه بر این، ارائه دهندگان کولوکیشن می‌توانند مدل‌های هوش مصنوعی پیشرفته کوانتومی را برای پیش‌بینی دقیق‌تر نیازهای خنک‌کننده، ادغام کنند. این به تسهیلات اجازه می‌دهد تا استراتژی‌های خنک‌کننده هوشمند را پیاده‌سازی کنند و مصرف برق را کاهش دهند و در عین حال عملکرد مطلوب را نیز حفظ کنند. همان‌طور که مراکز داده به تکامل خود ادامه می‌دهند، محاسبات کوانتومی نقش مهمی در بهینه‌سازی انرژی و مقرون‌به‌صرفه‌تر کردن امکانات بازی خواهد کرد.

چالش‌های کلیدی میزبانی محاسبات کوانتومی در آمایش مرکزداده‌های هم‌مکان(کولوکیشن)

محاسبات کوانتومی با چالش‌های منحصربه‌فردی همراه است که ارائه‌دهندگان کولوکیشن باید برای پشتیبانی از بارهای کاری نسل بعدی آن را حل کنند.

1. سیستم‌های خنک‌کننده

پردازنده‌های کوانتومی به دمای بسیار پایین، نزدیک به صفر مطلق (منفی273 درجه سانتی‌گراد) نیاز دارند. در این صورت خنک‌کننده استاندارد مرکز داده کار نمی‌کند. خنک‌سازی برودتی برای پایدار نگه‌داشتن پردازنده‌های کوانتومی ضروری است.

2. محافظت از پردازنده‌های کوانتومی در برابر EMI

کیوبیت‌ها به تداخل الکترومغناطیسی (EMI) حساس هستند. حتی اختلالات کوچک می‌تواند باعث خطا شود. ارائه‌دهندگان Colocation باید محافظ نصب کنند تا EMI را مسدود کرده و کامپیوترهای کوانتومی را پایدار نگه دارند.

3. منبع تغذیه قابل اعتماد و پشتیبان

کامپیوترهای کوانتومی به انرژی ثابت نیاز دارند. در حالی که آن‌ها نسبت به برخی از سیستم‌های کلاسیک انرژی کمتری مصرف می‌کنند، حتی تغییرات کوچک نیز می‌توانند بر عملکرد آن‌ها تاثیر بگذارند. سیستم‌های پشتیبان باید قوی باشند تا از اختلال در کامپیوترهای کوانتومی جلوگیری شود.

4. کنترل ارتعاش

پردازنده‌های کوانتومی بسیار ظریف‌اند. حتی حرکات کوچک می‌تواند باعث خطا شود. ارائه‌دهندگان کولوکیشن باید فضاهای کم ارتعاش را برای عملیات کوانتومی قابل اعتماد ایجاد کنند.

برای حل این چالش‌ها، مراکز داده باید روی فناوری و زیرساخت‌های جدید سرمایه‌گذاری بالقوه‌ای داشته باشند.

نحوه تطبیق ارائه‌دهندگان Colocation

بسیاری از ارائه‌دهندگان کولوکیشن امکانات خود را برای پشتیبانی از بار کاری کوانتومی ارتقا می‌دهند.

1. اضافه کردن خنک‌کننده برودتی

برخی از مراکز داده در حال همکاری با شرکت‌های سخت‌افزار کوانتومی هستند تا فناوری خنک‌کننده پیشرفته را اضافه کنند.

2. نصب EMI Shielding

مراکز داده در حال افزودن محافظ‌های جدیدی برای جلوگیری از تداخل الکترومغناطیسی و محافظت از کیوبیت‌ها هستند.

3. تقویت سیستم‌های قدرت

بارهای کاری کوانتومی به انرژی ثابت نیاز دارند. ارائه‌دهندگان در حال گسترش قدرت پشتیبان و اضافه کردن سیستم‌های ایمن هستند.

4. ساخت شبکه‌های کوانتومی

محاسبات کوانتومی به انتقال امن داده نیاز دارد. تاسیسات هم‌مکانی روی توزیع کلید کوانتومی (QKD)، یک روش رمزگذاری با امنیت بالا کار می‌کنند.

با انجام این ارتقاها، ارائه‌دهندگان کولوکیشن بازیگران کلیدی محاسبات کوانتومی باقی خواهند ماند.

محاسبات کوانتومی و مراکز داده لبه

کسب‌وکارها محاسبات کوانتومی را به سیستم‌های IT خود اضافه می‌کنند. مراکز داده لبه نقش مهمی در پردازش بار کاری کوانتومی در نزدیکی کاربران نهایی خواهند داشت.

چرا این موضوع دارای اهمیت است؟

• زمان پاسخ سریع‌تر برای برنامه‌های کاربردی بلادرنگ
• عملکرد بهتر هوش‌مصنوعی و امنیت سایبری با قدرت کوانتومی
• کارایی بیشتر برای امور مالی، تحقیقاتی و سایر صنایع

ارائه‌دهندگان Colocation که از محاسبات کوانتومی در لبه پشتیبانی می‌کنند یک مزیت بزرگ خواهند داشت و آن تاثیر محاسبات کوانتومی بر ذخیره‌سازی و پردازش داده‌ها است. محاسبات کوانتومی نحوه پردازش، ذخیره و محافظت از داده‌ها را تغییر می‌دهد. ارائه‌دهندگان Colocation باید برای این تغییرات آماده شوند:

1. امنیت کوانتومی ایمن

روش‌های رمزگذاری امروزی (RSA، AES) در آینده ایمن نخواهند بود. محاسبات کوانتومی می‌تواند آن‌‌ها را به راحتی بشکند. برای ایمن نگه داشتن داده‌ها به رمزگذاری مقاوم در برابر کوانتومی نیاز است.

2. ترکیب محاسبات کوانتومی و کلاسیک

اکثر کسب‌وکارها از محاسبات کوانتومی و سنتی استفاده می‌کنند. مراکز داده باید از محیط‌های ترکیبی برای مدیریت هر دو نوع بار کاری پشتیبانی کنند.

3. ذخیره‌سازی داده‌های کوانتومی

محاسبات کوانتومی از سیستم‌های ذخیره‌سازی معمولی استفاده نمی‌کند. ارائه‌دهندگان باید راه حل‌های حافظه جدیدی را برای مدیریت بارهای کاری کوانتومی ایجاد کنند.

با این آماده‌سازی‌ها، امکانات کولوکیشن‌ها می‌توانند خدمات خود را در آینده تضمین کرده و کسب‌وکارهای مبتنی بر فناوری را جذب کنند.

صنایعی که از محاسبات کوانتومی در موقعیت Colocation سود خواهند برد

محاسبات کوانتومی چندین صنعت را تغییر می‌دهد و سرعت و کارایی را بهبود می‌بخشد که به شرح زیر است :

امور مالی: به تجزیه و تحلیل ریسک، کشف تقلب و تجارت کمک می‌کند.

مراقبت‌های بهداشتی و دارویی: کشف دارو و تحقیقات ژنتیکی را سرعت می‌بخشد.

هوش مصنوعی: یادگیری ماشین و تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ را بهبود می‌بخشد.

امنیت سایبری: رمزگذاری کوانتومی و QKD را برای محافظت از اطلاعات حساس تقویت می‌کند.

تولید و لجستیک: مدیریت زنجیره تامین و شبیه‌سازی مواد را بهبود می‌بخشد.

ارائه‌دهندگان کولوکیشن‌هایی که زودتر سرمایه‌گذاری می‌کنند، یقینا رهبران این صنایع خواهند شد.

روندهای آینده در محاسبات کوانتومی و مکان‌یابی

برای جلوتر ماندن، ارائه‌دهندگان کولوکیشن باید به‌دنبال روندهای جدید در محاسبات کوانتومی باشند:

1. رشد محاسبات کوانتومی مبتنی بر ابر

غول‌های فناوری مانند AWS، Microsoft Azure و Google Cloud اکنون محاسبات کوانتومی را به عنوان یک سرویس ارائه می‌دهند. ارائه‌دهندگان کولوکیشن باید با این پلتفرم‌ها ارتباط برقرار کنند.

2. مراکز داده متمرکز کوانتومی بیشتر

برخی از ارائه‌دهندگان کولوکیشن امکاناتی را فقط برای بارهای کاری کوانتومی فراهم کرده و راه‌حل‌های سفارشی ایجاد می‌کنند.

3. مشارکت قوی‌تر با شرکت‌های فناوری

شرکت‌های سخت‌افزار کوانتومی و ارائه‌دهندگان کولوکیشن برای ایجاد فضاهای محاسباتی کوانتومی پیشرفته با یکدیگر همکاری خواهند کرد.

4. ظهور شبکه‌های کوانتومی

فناوری اینترنت کوانتومی نحوه حرکت داده‌ها را تغییر خواهد داد. مراکز کولوکیشن باید شبکه‌های خود را برای ارتباطات کوانتومی ارتقا دهند.

با سرمایه‌گذاری زودهنگام، ارائه‌دهندگان کولوکیشن می‌توانند در فناوری کوانتومی پیشرو باشند.

محاسبات کوانتومی در حال حرکت از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی به استفاده در دنیای واقعی است. ارائه‌دهندگان کولوکیشن باید از هم اکنون برای ارتقای امکانات خود اقدام کنند. سرمایه‌گذاری در خنک‌کننده‌های بهتر، حفاظت EMI، توان قابل اعتماد و شبکه کوانتومی مراکز داده را رقابتی نگه می‌دارد.

*گروه تولید محتوای اترس