量子计算和数据中心：量子计算对数据中心基础设施的潜在影响

量子计算在数据中心中发挥着重要作用。数据中心的关键要求之一是能够处理开发人员使用的复杂算法。量子计算具有极高的处理能力，非常适合解决处理此类复杂算法的挑战。

另一个关键影响是功耗。由于计算要求非常高，需要大量高能CPU/GPU，数据中心需要消耗大量计算能力。量子计算机能够在不消耗极高功率的情况下提供极高的处理能力，是降低数据中心整体功耗的理想选择，既可以满足高处理要求，也可以满足随之而来的冷却要求，以解决产生的热量。

量子计算通常与解决复杂问题的潜力联系在一起。我们该如何看待量子计算在数据中心基础设施中的应用？量子计算是否有可能产生重大影响的特定用例或行业？

涉及复杂算法的各种用例都是使用量子计算机解决的候选者。围绕宏观层面的金融建模和风险分析、环境分析和气候建模的用例，特别是在生态敏感地区、供应链优化、生命科学、基于人工智能的药物发现/药物再利用、复杂疾病的定制治疗等领域开展开发项目时将是在数据中心使用量子计算的候选者。

除此之外，量子计算将影响每个人的一个关键领域是深度伪造。在很短的时间内，生成式人工智能就展现了其在几乎不需要任何训练材料的情况下创建任何人的虚假视频的能力。在社交媒体平台上识别此类深度造假是一项极其严峻的挑战，因为所需的算法很复杂，并且需要在数以百万计的视频上运行才能识别出很少的假视频。量子计算将在提供算法实施所需的基础设施支持方面发挥关键作用，这些算法将能够识别此类虚假视频并在其病毒式传播之前阻止它们并制定法律和法规。社会秩序问题。

量子计算仍处于早期阶段。将量子计算集成到其基础设施中时，数据中心可能面临哪些挑战和障碍？他们如何有效应对这些挑战？

预计量子计算机不会完全取代经典计算机，但会与经典计算机协同工作。当我们谈论数据中心时，在构建软件堆栈方面花费了巨大的努力，并将这些软件堆栈集成到量子计算机将面临重大挑战。量子计算机在处理能力方面有自己的优势，而经典计算机是通用计算机，能够解决各种各样的问题。最终，我们预计将有一个混合模型，其中经典计算机将用于管理量子计算机，通过将问题的特定部分卸载到量子计算机，同时自行进行后处理。虽然现在做出明确的预测还处于早期阶段，但它可能会以当前CPU和GPU模型的方式工作，其中CPU用于整体活动，同时将特定计算卸载到GPU。

数据安全是数据中心的一个关键问题。量子计算如何影响数据安全和加密实践？在量子计算时代，数据中心是否应该意识到新的方法或风险？

传统的数据安全基于使用密钥和复杂数学算法的加密。虽然从理论上讲，任何加密都可以使用暴力方法破解，但估计需要数千年的时间，使得这种主张毫无意义，因为当数据成功加密时，其用处早已结束。

量子计算机产生的处理能力飞跃可能会颠覆数据加密的舒适度。虽然现在还处于早期阶段，但据估计，量子计算机将能够在几年内（单位数）破解RSA2048密钥，从而在数据仍然相关时提供对数据的访问。

正如量子力学提供了破解传统加密的能力一样，它也提供了在量子时代保护数据的能力。量子密钥分发（QKD）是一种利用量子力学原理实现数据通信，同时防止外部窥探的方法。对于数据中心来说，集成QKD功能与量子计算的集成同样重要。

展望未来，量子计算预示着使数据中心对用户更加有用和相关的潜力，从而使大众对量子计算机的访问变得民主化。目前需要访问超级计算机的复杂算法将能够非常轻松地在此类混合数据中心上运行，并且可以由在数据中心拥有基本帐户的普通用户轻松使用。

用户可能有必要学习如何有效利用量子计算机的处理能力，而不是仅仅依赖于数据中心的经典计算机组件。对于那些管理数据中心的专业人员来说，他们除了必须维护量子计算机上的庞大堆栈之外，还需要学习如何管理经典计算机和量子计算机之间的互操作性，从而使他们的生活更具挑战性和有趣。

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