量子技术的重大飞跃使数据中心成为焦点

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微软的马约拉纳1量子计算芯片

微软

经过数十年主要局限于研究实验室，量子计算可能比华尔街许多人预期的更接近突破时刻。

这种利用量子力学原理解决超出最强大经典超级计算机能力的问题的技术，长期被描述为未来派。但快速的进展加大了对该领域的投资，并引发了关于这些强大计算机如何与行业融合的讨论，比如已经蓬勃发展的数据中心行业。

微软量子部门的公司副总裁Zulfi Alam对CNBC表示：“到本十年末，我们有信心在数据中心中拥有具有商业价值的机器。”

Alam还说：“我去年无法如此清楚地表达，但今年我可以明确地说，到2029年，你将拥有具有商业价值的机器，也就是说，它们将进行经典机器无法完成的计算。”他领导着公司可扩展量子机的开发。

经典计算机使用开关或比特，在任何时刻传导或阻断电流以进行计算。比特数量越多，计算能力越强。而量子计算机则利用某些材料在极低温下可以同时存在“开”和“关”状态的能力。这使得量子比特（或量子位，qubits）能够以极快的速度执行相同的计算。

去年，微软推出了名为马约拉纳（Majorana）的新型量子芯片，成为像谷歌和亚马逊这样的超大规模云服务提供商（hyperscalers）的一员，这些公司提供的计算能力可以随着需求快速扩展，正在大量投资该技术。

Moor Insights & Strategy的CEO兼首席分析师Patrick Moorhead表示，他也看到超大规模云服务商和平台供应商通过云访问、定价控制和开发者平台增加投资，同时国防行业也在早期投资量子计算和网络。

据欧洲国际政治经济中心（ECIPE）智库称，政府也在加大投入，中国在量子技术上的公共投资接近180亿美元，紧随其后的是欧盟。

根据S&P Global Market Intelligence的量子计算与云经济分析师Ellie Brown的说法，目前大多数行业路线图将这些系统的实施时间定在2028年至2032年之间。

UBS的分析师Madeleine Jenkins表示，尽管公司路线图正朝着更早的时间点布局，但量子计算的优势预计会在2030年前后到来。“许多公司告诉我，2027年将是量子技术的关键年份，无论是在路线图上还是在实现的成果上，”她说。

这些时间线共同表明，行业正稳步迈向实际部署，同时也引发了关于当前数据基础设施如何演变以支持这一发展的重要问题。

改变能源需求

UBS分析师在一份1月发布的103页报告中指出，行业已接近完成一台成本可能高达数千万美元的量子计算机，但它有能力在200秒内解决一项传统超级计算机需要10,000年才能完成的问题。

关于对数据中心生态系统的影响，专家告诉CNBC，量子技术可能在降低耗能设施的能源需求方面发挥作用，同时减少训练AI所需的工作负载。

我去年无法如此清楚地表达，但今年我可以明确地说，到2029年，你将拥有具有商业价值的机器，也就是说，它们将进行经典机器无法完成的计算。

Zulfi Alam

微软量子部门公司副总裁

在能源方面，量子计算所需的能源“只是一小部分数据中心的用电量”，Jenkins说。

“最重要的是时间；如果你用量子计算机解决同样的问题，只需几秒或几分钟，而传统方法可能需要数千小时，那么显然你需要的能源就少得多，”她说。

微软的Alam还提到量子计算机的低功耗特性，强调马约拉纳1“展现出比整个地球的计算能力还要强的性能，而且它并不发热，只是在冷冷地运行。”

虽然量子技术正在快速发展，但短期内不太可能取代目前数据中心所托管的经典计算。

“理想情况下，问题解决工作负载的效率会降低，但不会完全取代，”S&P的Brown表示。

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De Masi：量子系统将比经典AI更节能

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微软的Alam强调，量子系统不会孤立运行。“量子机不是一个独立的实体。它是一个混合工具，是一个量子加速器，需要一个高性能计算机紧邻其旁，”他说。

Moor Insights & Strategy的Moorhead也指出，如果量子技术规模扩大，它很可能会发挥补充作用，在数据中心内增加一类“特殊基础设施”，并将设施设计转向“量子舱”，这些舱具有自己的电力和热管理需求。

“它短期内不会取代主要的能源驱动力——AI数据中心的扩展，但它会增加一些专业负载和操作复杂性，”他通过电子邮件告诉CNBC。

最终，这可能会改变需求的形态，但不会改变规模，AI繁荣仍将是推动设施需求的关键因素。

前路障碍

在真实数据中心环境中构建那样的系统并不容易，可能需要全新的专用设施。

目前只有少数专用的量子计算机部署在数据中心，量子供应商正在头脑风暴制定一套行业标准，以帮助推动更广泛的采用，Brown和S&P分析师Kelly Morgan表示。

Brown还说，为了将量子系统整合到数据中心中，还需要大量定制工作，她补充说：“我们缺乏一些量子人才来有效利用这些技术并实现安装。”

但从长远来看，她预期“量子与其他数据中心领域（包括AI）之间会有良好的互动，两者可以合作解决问题。”

国际金融协会（Institute of International Finance）的总裁兼CEO Tim Adams表示，这些障碍强调了未来十年持续投资数据中心基础设施的必要性。

“数据中心对于推动技术变革至关重要，应被视为实现未来十年内必然会出现的重大变革的多项投资之一，”Adams告诉CNBC。

这一阶段已经开始，Brown指出，为实现量子商业化所需能力的建设，出现了一波并购热潮。

“过去三个月的并购非常活跃，”Brown说，并提到量子公司IonQ的几项收购公告。“在这个领域，除了提升量子人才和技术外，还在努力控制供应链。”

除了量子计算带来的机遇外，风险方面，数据安全无疑是最大的问题。

据UBS称，一个足够强大的量子计算机可能破解当前的加密方法，这意味着安全系统将不再可靠。瑞士银行的报告警告，公司必须在未来几年内实施新的量子安全加密技术，并加大投资。

即使投资激增，Alam也警告，未来的道路不会一帆风顺。他说，量子机上线后会遇到许多挑战——从达到性能基准到解决复杂的技术难题——所有这些都需要“在合适的时间点汇聚”，才能实现真正的“魔法”。