O grande avanço da Quantum coloca os centros de dados em destaque

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Chip de computação quântica Majorana 1 da Microsoft

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Após décadas confinada principalmente a laboratórios de pesquisa, a computação quântica pode estar mais próxima do seu momento de destaque do que muitos na Wall Street esperam.

A tecnologia, que utiliza os princípios da mecânica quântica para resolver problemas além da capacidade dos supercomputadores clássicos mais poderosos, há muito é descrita como futurista. Mas avanços rápidos intensificaram os investimentos no setor e estimularam discussões sobre como esses computadores poderosos irão se integrar a indústrias como o setor de data centers, já em rápido crescimento.

“Até o final da década, estamos confiantes de que teremos máquinas em data centers que terão valor comercial”, disse Zulfi Alam, vice-presidente corporativo de Quantum da Microsoft, à CNBC.

“Eu não conseguiria dizer isso com tanta clareza no ano passado, mas este ano, posso afirmar que até 2029 vocês terão máquinas que terão valor comercial, ou seja, que farão cálculos que máquinas clássicas não conseguem,” afirmou Alam, que lidera o desenvolvimento do computador quântico escalável da empresa.

Computadores clássicos usam interruptores, ou bits, para passar ou bloquear uma corrente elétrica em qualquer momento para realizar cálculos. Quanto maior o número de bits, maior a capacidade de processamento. Por outro lado, os computadores quânticos usam a capacidade de alguns materiais, em temperaturas extremamente baixas, de existirem em um estado de ‘ligado’ e ‘desligado’ ao mesmo tempo. Isso permite que os qubits, ou bits quânticos, realizem os mesmos cálculos em velocidades muito maiores.

A Microsoft, que no ano passado revelou um novo chip de computação quântica chamado Majorana, está entre os hyperscalers — empresas que fornecem capacidade de computação que pode se expandir rapidamente conforme a demanda aumenta — como Google e Amazon, que estão investindo fortemente na tecnologia.

Patrick Moorhead, CEO e analista-chefe da Moor Insights & Strategy, afirmou que também vê hyperscalers e fornecedores de plataformas aumentando os investimentos por meio do acesso à nuvem, controles de preços e plataformas para desenvolvedores, enquanto o setor de defesa investe precocemente tanto em computação quântica quanto em redes.

Governos também estão intensificando seus investimentos, com a China liderando com pouco mais de 18 bilhões de dólares em investimento público em tecnologia quântica, seguida de perto pela UE, de acordo com o Centro Europeu para Economia Política Internacional (ECIPE), um think tank.

A maioria dos roteiros do setor agora prevê a implementação desses sistemas entre 2028 e 2032, segundo Ellie Brown, analista de computação quântica e economia de nuvem na S&P Global Market Intelligence.

A UBS vê as vantagens da computação quântica chegando até o início da década de 2030, mesmo que os roteiros das empresas estejam se posicionando para isso mais cedo, disse Madeleine Jenkins, analista da UBS. “Muitas empresas me dizem que 2027 será um grande ano para o quântum em termos de roteiro, em termos do que será alcançado,” afirmou.

Juntos, esses cronogramas indicam um setor avançando de forma constante em direção à implantação no mundo real, ao mesmo tempo em que levantam questões importantes sobre como a infraestrutura de dados de hoje precisará evoluir para suportar isso.

Mudando a demanda de energia

Em um relatório de 103 páginas publicado em janeiro, analistas da UBS liderados por Jenkins disseram que a indústria está próxima de concluir um computador quântico que pode custar dezenas de milhões de dólares para construir, mas que tem a capacidade de resolver um problema em 200 segundos que levaria um supercomputador convencional 10.000 anos.

No que diz respeito ao impacto no ecossistema de data centers, especialistas disseram à CNBC que a computação quântica poderia potencialmente reduzir as necessidades de energia dessas instalações que consomem muita energia, além de diminuir as cargas de trabalho necessárias para treinar IA.

Eu não conseguiria dizer isso com tanta clareza no ano passado, mas este ano, posso afirmar que até 2029 vocês terão máquinas que terão valor comercial, ou seja, que farão cálculos que máquinas clássicas não conseguem.

Zulfi Alam

Vice-presidente corporativo de Quantum da Microsoft

Em termos de energia, a computação quântica exigiria uma “fração do que um data center utilizaria”, disse Jenkins.

“O grande diferencial é o tempo; se você pegar o mesmo problema que levaria milhares de horas, e substituí-lo por um computador quântico que leva segundos ou minutos, obviamente você precisará de muito menos energia,” afirmou.

Alam, da Microsoft, também destacou os menores requisitos de energia dos computadores quânticos, ressaltando que o Majorana 1 está “mostrando mais potência do que toda a computação do planeta nas mãos e não está funcionando em alta temperatura. Está funcionando frio.”

Embora a tecnologia quântica esteja avançando rapidamente, é improvável que, no curto prazo, substitua a computação clássica atualmente hospedada em data centers.

“Idealmente, toda a eficiência de uma carga de trabalho de resolução de problemas vai diminuir, mas não será uma substituição completa,” disse Brown, da S&P.

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De Masi: Sistemas quânticos serão muito mais eficientes em termos de energia do que IA clássica

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Alam, da Microsoft, enfatizou que os sistemas quânticos não operarão isoladamente. “Uma máquina quântica não é uma entidade autônoma. É uma ferramenta híbrida. É um acelerador quântico que precisa de um computador de alto desempenho muito próximo a ela,” afirmou.

Moorhead, da Moor Insights & Strategy, também observou que, se a escala quântica aumentar, ela provavelmente desempenhará um papel complementar, adicionando uma nova classe de “infraestrutura especial” dentro dos data centers e mudando o design das instalações para “pods quânticos”, que terão suas próprias necessidades de energia e térmicas.

“Não substituirá, a curto prazo, o principal motor de energia, que é a expansão de data centers de IA, mas acrescentará bolsões de carga especializada e complexidade operacional,” disse ele à CNBC por e-mail.

No final, é provável que mude a forma da demanda, mas não a escala, com o boom de IA permanecendo como um dos principais impulsionadores da demanda por essas instalações.

Obstáculos à frente

Construir esse tipo de sistema dentro de ambientes reais de data centers não será simples e pode exigir instalações totalmente novas, feitas sob medida.

Atualmente, apenas alguns computadores quânticos especializados estão implantados em data centers, com fornecedores de tecnologia quântica atualmente elaborando um conjunto de padrões industriais para ajudar a facilitar uma adoção mais ampla, segundo Brown e a analista da S&P, Kelly Morgan.

Ainda há uma quantidade significativa de trabalho sob medida que precisa ser feito para integrar sistemas quânticos em data centers, disse Brown, acrescentando que “estamos com falta de talentos em quântica para fazer uso disso e instalar de forma eficaz.”

Mas, a longo prazo, ela prevê uma “interação interessante entre o quântum e algumas outras áreas dos data centers, incluindo IA,” onde os dois poderiam trabalhar juntos para resolver problemas.

Tim Adams, presidente e CEO do Institute of International Finance, afirmou que esses obstáculos reforçam a necessidade de continuar investindo na infraestrutura de data centers na próxima década.

“Data centers são essenciais para impulsionar a transformação tecnológica e devem ser considerados um dos vários investimentos prováveis no caminho para realizações altamente transformadoras que certamente veremos nos próximos dez anos,” disse Adams à CNBC.

E essa fase já começou, com Brown apontando para uma explosão de atividades de fusões e aquisições voltadas a construir as capacidades necessárias para a fase comercial do quântum.

“A M&A tem sido enorme nos últimos três meses,” afirmou Brown, observando vários anúncios de aquisição da empresa de tecnologia quântica IonQ. “Tem havido muito posicionamento no setor não apenas para melhorar o talento e a tecnologia quântica, mas também para ajudar a controlar um pouco essa cadeia de suprimentos.”

Junto às oportunidades que a computação quântica oferece, quando se trata de riscos, a segurança de dados é, arguably, a maior delas.

De acordo com a UBS, um computador quântico suficientemente potente poderia quebrar os métodos de criptografia atuais, tornando os sistemas de segurança atualmente confiáveis obsoletos. O relatório do banco suíço alerta que as empresas terão que implementar novas técnicas de criptografia à prova de quânticos, e que o investimento nelas precisará começar nos próximos anos.

Mesmo com esse aumento de investimentos, Alam, da Microsoft, alertou que o caminho à frente não será fácil. Vai exigir muito “sangue, suor e lágrimas,” disse ele, prevendo inúmeros desafios à medida que as máquinas quânticas entrarem em operação — desde atender aos critérios de desempenho até resolver problemas técnicos complexos — tudo isso precisa “convergir no momento certo” para que a verdadeira magia aconteça.