Al igual que los bits cuánticos superpuestos, o los qubits que contienen, los ordenadores cuánticos se encuentran en dos estados simultáneamente. Ambos están listos y no listos para los centros de datos.

Por un lado, la mayoría de los fabricantes de computadoras cuánticas tienen al menos un sistema al que los clientes pueden acceder a través de un portal en la nube desde algo que al menos se parece a un espacio en blanco de TI. Algunas incluso están vendiendo sus primeros sistemas para que los clientes los alojen en sus instalaciones, mientras que al menos una empresa está en el proceso de implementar sistemas en instalaciones de colocación minorista.

Pero estas empresas todavía están averiguando qué significa realmente poner una máquina de este tipo en el espacio de producción. Algunas empresas afirman que pueden colocar sistemas de bajo qubits en factores de forma listos para montar en los racks, pero a medida que escalamos, es probable que las máquinas cuánticas crezcan, con múltiples sistemas in situ conectados a la red.

Las diferentes tecnologías requieren infraestructuras de soporte dispares y tienen sus propias debilidades en cuanto a la sensibilidad. A medida que nos acercamos tentativamente a la era de la "supremacía cuántica", donde las computadoras cuánticas pueden superar a la computación tradicional basada en silicio en cargas de trabajo específicas, todavía se mantienen preguntas sobre cómo será realmente la huella física de esta nueva era de la computación y cómo encajarán las computadoras cuánticas en esta nueva era.

La huella actual del centro de datos cuántico

Las computadoras cuánticas están aquí y disponibles hoy. Varían en tamaño y factor de forma según el tipo de tecnología cuántica que se utilice y con cuántos qubits (la versión cuántica de bits binarios) es capaz de operar un sistema.

Si bien los sistemas cuánticos actuales no pueden superar a los sistemas informáticos "clásicos" basados ​​en silicio, muchas nuevas empresas en el espacio predicen que pronto llegará el día en que las unidades de procesamiento cuántico (QPU) encuentren casos de uso en los que puedan ser útiles.

Al igual que ocurre con la TI tradicional, existen múltiples formas de acceder y utilizar las computadoras cuánticas. La mayoría de los principales proveedores de computación cuántica están siguiendo una estrategia triple: ofrecer sistemas locales a los clientes, sistemas de acceso dedicado o en la nube alojados en las propias instalaciones de las empresas cuánticas, o acceso a la nube a través de un proveedor de nube pública.

AWS ofrece acceso a varias computadoras cuánticas de terceros a través de su servicio Braket lanzado en 2019, y empresas como Microsoft y Google tienen ofertas similares.

Según entiende DCD, todos los sistemas cuánticos de terceros ofrecidos en nubes públicas todavía están alojados en las instalaciones de la empresa de computación cuántica y se sirven a través de las redes del proveedor, a través de API. Ninguno que sepamos se encuentra en los centros de datos de un proveedor de nube.

Las empresas de la nube también están desarrollando sus propios sistemas, y los esfuerzos de Amazon se basan en el Centro AWS de Computación Cuántica, inaugurado en 2019 cerca del campus de Caltech en el sur de California.

IBM ofrece acceso a su flota de computadoras cuánticas a través de un portal, y la mayoría de sus sistemas se encuentran en un centro de datos de IBM en Nueva York. En Alemania se está construyendo una segunda instalación.

Big Blue también ha entregado una serie de computadoras cuánticas locales a clientes, incluida la sede del proveedor de atención médica estadounidense Cleveland Clinic en Cleveland, Ohio, y las instalaciones de la Sociedad Fraunhofer en las afueras de Stuttgart, Alemania. Varios otros sistemas dedicados se alojarán en las instalaciones de IBM en Japón y Canadá para clientes específicos.

Muchas de las empresas cuánticas más pequeñas también operan espacios en blanco en centros de datos en sus laboratorios mientras buscan desarrollar sus ofertas.

IonQ, que cotiza en la Bolsa de Nueva York, actualmente opera un sitio de fabricación y un centro de datos en College Park, Maryland, y está desarrollando una segunda ubicación en las afueras de Seattle, en Washington. Ofrece acceso a sus ocho sistemas operativos a través de su propia nube, así como a través de proveedores de nube pública, y ha firmado acuerdos para entregar sistemas locales.

Rigetti, que cotiza en Nasdaq, opera instalaciones en Berkeley y Fremont, California. En Berkeley, la empresa opera alrededor de 370 metros cuadrados de espacio de centro de datos, que alberga 10 refrigeradores de dilución y bastidores de computación tradicional; Seis refrigeradores más están ubicados en la fábrica QPU en Fremont para realizar pruebas. Actualmente, la compañía tiene en línea el Aspen M3 de 80 qubit, implementado en 2022 y disponible a través de nubes públicas. El Ankaa-1 de 84 qubit se lanzó a principios de este año, pero se desconectó temporalmente, mientras que Ankaa-2 está en línea desde finales de 2023. El proveedor de refrigeradores Rigetti, Oxford Instruments, también alberga un sistema en su sede del Reino Unido en Oxfordshire.

La startup cuántica QuEra opera un laboratorio y un centro de datos cerca del río Charles en Boston, Massachusetts. La empresa ofrece acceso a su único sistema Aquila de 256 qubit a través de AWS Braket, así como a su propio portal web. La empresa tiene otras dos máquinas en desarrollo.

La empresa británica Oxford Quantum Circuits (OQC) opera el sistema Sophia de 4 qubits, alojado en su laboratorio en Thames Valley Science Park, Reading. Ofrece acceso a sus sistemas desde su propia nube privada y acceso a su computadora cuántica Lucy de 8 qubits a través de AWS. También está en el proceso de implementar sistemas en dos instalaciones de colocación en el Reino Unido y Japón, que se han puesto en funcionamiento desde que se escribió este artículo.

Con sede en Berkeley, California, Atom Computing opera un sistema prototipo de 100 qubit y tiene dos sistemas adicionales en desarrollo en sus instalaciones de Boulder, Colorado. A corto plazo, la empresa ofrecerá pronto acceso a su sistema a través de un portal en la nube, seguido de la nube pública y, finalmente, ofrecerá sistemas locales. NREL es uno de los primeros clientes.

La unidad Quantinuum de Honeywell opera desde unas instalaciones en Denver, Colorado, donde Business Insider informó que la empresa tiene dos sistemas en funcionamiento y un tercero en desarrollo. Según la informacion divulgada, el sistema H2 de 32 qubits ocupa alrededor de 18 metros cuadrados de espacio. El primer sistema H1 de 20 qubit se lanzó en 2020.

Computadoras cuánticas: nube versus local

Al igual que con cualquier discusión entre la nube y las instalaciones, no existe una respuesta única sobre cuál es el enfoque correcto.

Las empresas que no quieran el costo y la posible complejidad de albergar un sistema cuántico pueden optar por la ruta de la nube. Esto ofrece acceso inmediato a sistemas a un precio relativamente bajo, brindando a los gobiernos y empresas una forma de explorar las capacidades cuánticas y probar algunos algoritmos.

La contrapartida es el acceso limitado basado en franjas horarias y colas (un obstáculo para cualquier uso de producción en el mundo real) y potenciales complejidades de latencia y entrada/salida.

La nube, ya sea a través de un proveedor público o directamente de las empresas cuánticas, es actualmente, con diferencia, la forma más común y popular de acceder a los sistemas cuánticos, mientras todo el mundo se encuentra todavía en la fase experimental.

Existen múltiples tecnologías y algoritmos, y un sinfín de casos de uso potenciales. Si bien los usuarios finales continúan explorando su potencial, el costo de comprar un sistema dedicado es difícil de vender para la mayoría; Los precios para comprar incluso sistemas qubit de un solo dígito pueden alcanzar más de un millón de dólares.

“Aún es muy pronto, pero la demanda está ahí. Muchas empresas están realmente centradas en desarrollar sus capacidades internas”, afirma Richard Moulds, director general de Amazon Braket en AWS. “Por el momento nadie quiere quedar atrapado en una tecnología. Los dispositivos son muy diferentes y no está claro cuál de estas tecnologías prevalecerá al final”.

"Mapear los problemas empresariales y formatearlos de manera que puedan ejecutarse en una computadora cuántica no es trivial, por lo que se están realizando muchas investigaciones sobre la formulación de algoritmos y la evaluación comparativa", añade. "En este momento se trata de diversidad, de cubrir sus apuestas y tener fácil acceso para la experimentación".

Sin embargo, por ahora, la nube no está lista para cargas de trabajo cuánticas a escala de producción.

“Hay algunos problemas estructurales en este momento en la nube; todavía no está preparado para la tecnología cuántica, del mismo modo que lo estamos clásicamente”, afirma el director general de IonQ, Peter Chapman. "Hoy en día, los chicos de la nube no tienen suficientes computadoras cuánticas, por lo que se parece más a los viejos tiempos de mainframe; su trabajo entra en una cola y el momento en que se ejecuta depende de quién está delante en la fila."

"No han comprado 25 sistemas para poder cumplir con sus SLA", afirma.

Por otro lado, podrían ofrecer tiempo dedicado a una computadora cuántica, "lo que sería fantástico para clientes individuales que quieran ejecutar grandes proyectos, pero en detrimento de todos los demás, porque todavía hay un solo sistema".

El equilibrio entre la nube y el entorno local sin duda cambiará en el futuro. Si las computadoras cuánticas alcanzan la "supremacía cuántica", las empresas y los gobiernos sin duda querrán sistemas dedicados para ejecutar sus cargas de trabajo constantemente, en lugar de compartir el acceso en lotes.

Algunos de estos sistemas dedicados serán alojados por un proveedor de nube o a través del proveedor de hardware como un servicio administrado, y algunos se alojarán localmente en centros de datos empresariales, laboratorios nacionales y otras instalaciones de propiedad.

“A medida que estas aplicaciones estén en línea, es probable que las corporaciones necesiten comprar múltiples computadoras cuánticas para poder ponerlas en producción”, sugiere Chapman. “Estoy seguro de que la nube será la misma; podrían comprar, por ejemplo, 50 computadoras cuánticas, para poder obtener un SLA razonable para que la gente pueda usarlo para sus cargas de trabajo de producción”.

Si bien el alojamiento con un tercero tiene sus propios beneficios, algunos sistemas pueden usarse en cargas de trabajo altamente clasificadas o comercialmente sensibles, lo que significa que las entidades pueden sentirse más cómodas alojando sistemas en las instalaciones. Es posible que algunos centros informáticos quieran sistemas locales como una forma de atraer más inversión y talento a un área para crear o desarrollar centros tecnológicos.

A corto plazo, la mayoría de las personas con las que habló DCD esperan que los sistemas cuánticos locales sean el ámbito de los centros de supercomputación, ya sean universitarios o gubernamentales, primero como una forma de seguir investigando cómo funcionan la tecnología y los algoritmos cuánticos dentro de las arquitecturas híbridas, y más tarde para desarrollar aún más las ciencias.

"Podría tener sentido que una gran universidad nacional o un gran centro de supercomputación compren una computadora cuántica porque están acostumbrados a administrar infraestructura y tienen presupuestos suficientes", dice Moulds de Amazon.

Es probable que las empresas sigan siendo usuarios de sistemas cuánticos basados ​​en la nube, incluso después de que los laboratorios y los gobiernos comiencen a incorporarlos internamente. Pero una vez que surjan casos de uso específicos y probados que podrían requerir acceso constante a un sistema (por ejemplo, cualquier optimización logística continua), aumentará la probabilidad de tener un sistema local en un centro de datos empresarial (o instalación de colocación).

Si bien la nube siempre puede ser una forma fácil de acceder a las computadoras cuánticas por las mismas razones que las empresas la eligen hoy para la computación clásica (entre ellas, estar más cerca de donde las empresas almacenan gran parte de sus datos), también puede ser una protección útil contra las limitaciones de suministro.

"Estas máquinas son dispositivos físicos interesantes que son realmente difíciles de fabricar, y la demanda ciertamente podría superar a la oferta por un tiempo", señala Moulds. "Cuando lleguemos al punto de ventaja, como proveedor de nube, nuestro trabajo es hacer que una infraestructura altamente escalable esté disponible para toda la base de clientes y tener que evitar la necesidad de comprar su propio equipo".

“Consideramos que la nube es el mejor lugar para hacerlo por la misma razón que creemos que es la mejor manera de entregar todas las demás cargas de trabajo de HPC. Si ha migrado a la nube y ha seleccionado AWS como su proveedor de nube, es inconcebible que le digamos que vaya a otro lugar para obtener sus recursos de computación cuántica”.

Sistemas de refrigeración frente a láseres significan diferentes factores de forma cuántica

Hay varias tecnologías cuánticas diferentes (iones atrapados, superconductores, procesadores de átomos, qubits de espín, fotónica, recocido cuántico), pero en gran medida pueden resumirse en unos pocos campos; los que utilizan láseres y generalmente funcionan a temperatura ambiente, y los que necesitan enfriamiento con refrigeradores de dilución hasta temperaturas cercanas al cero absoluto.

Las imágenes más conocidas de ordenadores cuánticos, los que parecen un "candelabro dorado" cubierto de cables, están superenfriadas. Estos sistemas, desarrollados por empresas como Google, IBM, OQC, Silicon Quantum Computing, Quantum Motion y Amazon, funcionan a temperaturas bajas en mikelvins.

En el diseño de la lámpara de araña, el chip cuántico real se encuentra en la parte inferior. Estos se encuentran dentro de refrigeradores de dilución; Grandes unidades de refrigeración criogénicas que utilizan helio-3 en sistemas de circuito cerrado para sobreenfriar todo el sistema.

Si bien la tecnología de enfriamiento en la que se basan estos sistemas es relativamente madura (los refrigeradores de dilución se remontan a la década de 1960), tradicionalmente se han utilizado para investigaciones en campos como la ciencia de los materiales. La necesidad de colocar estas unidades en centros de datos de producción como parte de un servicio comercial contratado por SLA es un nuevo paso para los proveedores.

Rigetti ofrece sus QPU como unidad independiente y como un sistema completo que incluye refrigeradores de dilución, etc.; la diferencia de precio puede alcanzar los millones de dólares.

Otros diseños cuánticos, incluidos Atom, QuEra, Pasqal y Quantinuum, se basan en tablas ópticas, que manipulan láseres y ópticas para controlar los qubits. Si bien estos sistemas eliminan la necesidad de sobreenfriamiento, a menudo ocupan una gran superficie.

Estos láseres pueden ser potentes (y lo serán aún más a medida que aumente el número de qubits) y se enfrían con aire o agua, según el fabricante. El sistema actual de Atom se asienta sobre una mesa óptica de 46 centímetros por 1'11 metros

IonQ utiliza láseres para sobreenfriar sus qubits hasta temperaturas de mikelvin; Los qubits se encuentran en una pequeña cámara de vacío dentro del sistema general, lo que significa que la mayor parte del sistema puede funcionar utilizando tecnología tradicional. Los sistemas existentes de la empresa son generalmente bastante grandes, pero su objetivo es tener sistemas montados en bastidor a disposición de los clientes en los próximos años.

¿Computadoras cuánticas basadas en rack?

Si bien las industrias de TI y centros de datos se han estandarizado en torno a la medición de servidores en racks y 'U's, las computadoras cuánticas están muy lejos de caber en su unidad de caja de pizza estándar. La mayoría de los sistemas actuales de bajo qubit tendrían dificultades para caber en un rack completo de 42U, y es probable que los sistemas futuros sean aún más grandes.

Anunciado por primera vez en 2019, el System One de IBM está encerrado en un cubo sellado de menos de un metro, hecho de vidrio de borosilicato de media pulgada de espesor. Aunque Cleveland Clinic opera un centro de datos de 3 MW y 24.434 metros cuadrados en Brecksville, al sur de Cleveland, el sistema cuántico de IBM se ha implementado en el campus principal de la empresa en la ciudad.

Jerry Chow, miembro de IBM y director de investigación de infraestructura cuántica, dijo anteriormente a DCD que: "Las principales partes del trabajo en cualquier instalación son siempre la configuración del refrigerador de dilución y la electrónica a temperatura ambiente".

Si bien algunos proveedores ofrecen sistemas montados en bastidor, muchos son sistemas de qubits inferiores que solo son útiles como herramientas de investigación y prueba. Muchos proveedores esperan que algún día los sistemas cuánticos útiles sean lo suficientemente miniaturizados como para tener el tamaño de un rack, pero por ahora es probable que cualquier sistema que apunte a la supremacía cuántica siga siendo grande.

"Algunas empresas están construyendo estos sistemas muy pequeños dentro de un bastidor o dentro de una especie de carro", dice Rob Hayes de Atom. “Pero esos son sistemas experimentales a muy pequeña escala; No veo que ese sea un modelo de implementación típico a gran escala cuando tenemos millones de qubits. No creo que ese sea realmente el modelo de implementación correcto”.

En la fase actual de desarrollo, donde los proveedores de QPU buscan aumentar rápidamente el número de qubits, los desafíos relacionados con la huella siguen presentes.

Con los sistemas sobreenfriados, la tendencia actual es el enfriamiento por "fuerza bruta" a medida que aumenta el número de qubits. Más qubits requieren más refrigeración y más cables, lo que exige refrigeradores cada vez más grandes.

Las tecnologías actuales, con mejoras incrementales, podrían hacer que los enfoques de enfriamiento actuales aumenten las QPU en alrededor de 1.000 qubits. Después de eso, será necesario conectar en red múltiples sistemas cuánticos para continuar escalando.

IBM está trabajando con Bluefors para desarrollar su plataforma criogénica Kide; un sistema modular más pequeño que se espera que le permita conectar varios procesadores entre sí. Blufors describe a Kide como un sistema de medición criogénico diseñado para la computación cuántica a gran escala, capaz de soportar la infraestructura de medición necesaria para operar más de 1.000 qubits, con una capacidad de más de 4.000 líneas de RF y 500 kg de carga útil.

La unidad de forma hexagonal es aproximadamente seis veces más grande que el modelo anterior, el sistema XLD1000sl. La cámara de vacío mide poco menos de tres metros de altura y 2,5 metros de diámetro, y el suelo debajo debe poder soportar unos 7.000 kilogramos de peso.

Sin embargo, IBM también ha desarrollado su propio refrigerador de dilución gigante para albergar futuras computadoras cuánticas a gran escala. Conocido como Proyecto Goldeneye, el 'súper frigorífico' de prueba de concepto puede enfriar 1,7 metros cúbicos de volumen hasta unos 25 mK, frente a los 0,4-0,7 metros de los frigoríficos que utilizaba anteriormente. El frigorífico Goldeneye está diseñado para sistemas cuánticos mucho más grandes que los que se han desarrollado actualmente. Puede contener hasta seis unidades de refrigeración de dilución individuales y pesa 6,7 ​​toneladas.

Para diseños basados ​​en mesas ópticas y láser, las empresas también están buscando cómo hacer que los factores de forma de sus sistemas estén más preparados para los racks.

"Nuestro sistema original se construyó sobre una mesa óptica", dice Yuval Boger, CMO de QuEra. “A medida que avanzamos hacia máquinas que se pueden enviar, en lugar de simplemente tener una mesa óptica que tiene grados infinitos de flexibilidad sobre cómo se pueden rotar las cosas, estamos fabricando módulos que están codificados de alguna manera. Solo puedes colocar la lente de cierta manera, por lo que es mucho más fácil de mantener”.

IonQ promete ofrecer dos sistemas montados en bastidor en el futuro. La compañía anunció recientemente una versión montada en bastidor de su actual sistema Forte de 32 qubits, que se lanzará en 2024, así como un sistema Tempo mucho más potente en 2025. Las representaciones sugieren que Forte consta de ocho bastidores, mientras que Tempo abarcará solo tres.

"Probablemente, dentro de cinco años, si observaras una de nuestras computadoras cuánticas, no podrías decir realmente si era diferente de cualquier otra pieza electrónica en tu centro de datos", le dice Chapman de IonQ a DCD.

Molds de AWS señala que los sistemas cuánticos no deben considerarse dispositivos de reemplazo de las supercomputadoras clásicas tradicionales. Las QPU, afirma, permiten mejorar los clústeres en conjunto.

“Estos sistemas son realmente coprocesadores o aceleradores. Verá clientes ejecutando grandes cargas de trabajo de HPC y algunas partes de la carga de trabajo se ejecutarán en CPU, GPU y QPU. Es un conjunto de herramientas computacionales donde diferentes problemas aprovecharán diferentes recursos”.

El CTO de Rigetti, David Rivas, está de acuerdo y predice un futuro en el que los nodos QPU serán solo otra parte de los grandes clústeres HPC tradicionales, aunque tal vez no en la misma fila que el nodo CPU/GPU.

“Estoy bastante seguro de que los procesadores cuánticos conectados a nodos de supercomputadoras son el camino a seguir. Las QPU se presentarán en una arquitectura de muchos nodos, algunos de los cuales tendrán estas computadoras cuánticas conectadas y relativamente cerca”.

Impulsando lo cuántico ahora y en el futuro

Durante los últimos 50 años, las supercomputadoras clásicas basadas en silicio han logrado llevar el rendimiento del sistema a niveles cada vez mayores. Pero esto tiene un precio: sistemas cada vez más potentes consumen cantidades cada vez mayores de energía.

Se cree que los últimos sistemas de exaescala requieren decenas de megavatios: se cree que el Frontier de 1 exaflops utiliza 21 MW, y se cree que el Aurora de 2 exaflops necesita la friolera de 60 MW.

Las computadoras cuánticas actuales aún no han alcanzado la supremacía cuántica. Pero suponiendo que la tecnología finalmente llegue al punto en que sea útil incluso para una pequeña cantidad de cargas de trabajo y casos de uso específicos, podría ofrecer una gran oportunidad para ahorrar energía.

Las empresas con las que habló DCD sugieren que las densidades de energía en las computadoras cuánticas actuales están dentro de la tolerancia en comparación con sus primos HPC clásicos (generalmente por debajo de 30 kW), pero podrían potencialmente aumentar la potencia informática de forma no lineal con respecto a las necesidades de energía.

Boger de QuEra dice que la computadora cuántica de átomo neutro Aquila de 256 qubits de su compañía, una máquina que depende de láseres sobre una mesa óptica y que, según se informa, equivale en tamaño a unos cuatro bastidores, actualmente consume menos de 7 kW, pero predice que su tecnología podría permitir que los sistemas futuros se amplíen a 10.000 qubits y aún requieran menos de 10 kW.

A modo de comparación, dice que los sistemas rivales de algunas de las empresas cuánticas que cotizan en bolsa y en la nube requieren actualmente alrededor de 25 kW.

Otros proveedores coinciden en que los sistemas basados ​​en láser necesitarán más energía a medida que se introduzcan más qubits, pero los requisitos de energía (y, por lo tanto, de refrigeración) no aumentan significativamente.

Hays, director ejecutivo de Atom, afirma que los sistemas actuales de su empresa requieren "unas pocas decenas de kilovatios" para todo el sistema, incluida la infraestructura informática clásica que lo acompaña, equivalente a unos pocos bastidores.

Pero a medida que las futuras generaciones de QPU crezcan en 'magnitudes de orden' más potentes, los requisitos de energía solo pueden duplicarse o triplicarse.

Si bien es posible que los sistemas individuales no eviten un desafío insuperable para los ingenieros de centros de datos, vale la pena señalar que muchos expertos creen que la supremacía cuántica probablemente requerirá múltiples sistemas conectados en red localmente.

"Creo que no hay duda de que alguna forma de tecnología de redes cuánticas será relevante allí para los muchos miles o cientos de miles de qubits", dice Rivas de Rigetti.

Proveedores de nube cuántica del futuro

En menos de 12 meses, la IA generativa se ha convertido en un tema común en toda la industria tecnológica. Los proveedores de nube de IA como CoreWeave y Lambda Labs han recaudado enormes cantidades de efectivo ofreciendo acceso a GPU en plataformas alternativas a los proveedores de nube tradicionales.

Esto está generando nuevos negocios para los proveedores de colo. En 2023, CoreWeave firmó contratos de alquiler para centros de datos en Virginia con Chirisa y en Texas con Lincoln Rackhouse. CoreWeave ofrece actualmente tres regiones de centros de datos en Weehawken, Nueva Jersey; Las Vegas, Nevada; y Chicago, Illinois. La compañía ha dicho que espera operar 14 centros de datos para fines de 2023.

Al mismo tiempo, se rumorea que Nvidia está explorando firmar sus propios alquileres de centros de datos para impulsar su servicio DGX Cloud y ofrecer mejor su oferta de nube AI/HPC directamente a los clientes, así como a través de proveedores de nube pública.

Una oportunidad de modelo similar para los proveedores de colocación/mayoristas bien podría surgir una vez que las computadoras cuánticas estén más disponibles con mayores recuentos de qubits y casos de uso listos para producción.

"Los mismos proveedores de servicios en la nube que dominan la computación clásica hoy existirán en la tecnología cuántica", afirma Hays de Atom. "Pero podríamos ver el surgimiento de nuevos proveedores de servicios con tecnología diferenciada que les dé una ventaja y les permita crecer y competir".

"Puedo ver un futuro en el que seamos efectivamente un proveedor de servicios en la nube, o nos convirtamos en un proveedor de caja para los principales proveedores de servicios en la nube", señala. “Si somos un importante proveedor de servicios en la nube por nuestra cuenta, creo que seguiríamos asociándonos con proveedores de alojamiento de centros de datos. No creo que queramos construir un montón de instalaciones en todo el mundo; Preferimos simplemente aprovechar el de otra persona”.

Si bien todas las empresas cuánticas con las que habló DCD operan actualmente sus sistemas (y nubes) en sus instalaciones, la mayoría dijo que probablemente buscarían asociarse con empresas de centros de datos en el futuro una vez que la demanda de sistemas basados ​​en la nube fuera lo suficientemente grande.

"Probablemente, siempre tendremos espacio y probablemente siempre tendremos algunos sistemas de producción", dice Rivas de Rigetti. "Pero cuando lleguemos a la supremacía cuántica, no me sorprenderá que empecemos a recibir solicitudes de nuestros clientes empresariales -incluidas las nubes públicas- para colocar nuestras máquinas en un entorno como un centro de datos tradicional".

Algunos proveedores han sugerido que ya están en conversaciones con algunos proveedores de colocación/mayorista y explorando cómo sería el espacio dedicado en una instalación de colo.

“Hace unos dos años y medio, fui y hablé con ellos al respecto”, añade Rivas. “Cuando les dije por primera vez cuáles eran nuestros requisitos, me miraron como si estuviera loco. Pero luego hablamos de los materiales y la pieza química con los que podemos trabajar, y sospecho que podremos entre todos manejar el enfriamiento si trabajamos un poco más en ello”.

"No es una opción perfecta en este momento, pero para los tipos de máquinas que construimos, no creo que esté tan lejos".

Centros de datos cuánticos: ¿al alcance de la mano?

El alojamiento de sistemas QPU seguirá siendo un desafío a corto y mediano plazo.

Los refrigeradores de dilución más grandes son altos y pesados, y los operadores deberán sentirse cómodos con los sistemas de enfriamiento criogénico instalados en sus salas de datos. Del mismo modo, los sistemas ópticos basados ​​en mesas requieren grandes superficies y continuará así en el futuro, además de requerir aislamiento para evitar interferencias por vibración.

“Se necesita un entorno muy limpio y silencioso para poder operar de manera confiable. Veo salas separadas o secciones separadas para lo cuántico versus lo clásico. Puede ser adyacente, simplemente una simple pared entre ellos”, dice Hayes de Atom.

“De la forma en que hemos construido nuestras instalaciones, tenemos una especie de pasillo frío/calor. Tenemos lo que se puede considerar como una bahía caliente donde colocamos todos los servidores, sistemas de control, electrónica y cualquier cosa que genere calor en esta sala central. Y luego, al otro lado de la pared, donde se asienta el sistema cuántico, hay habitaciones individuales de aproximadamente 75 centímetros por 1,40 metros. Tenemos un sistema cuántico por habitación y de esa manera podemos controlar la temperatura, la humedad y el sonido con mucho cuidado”.

Señala, sin embargo, que los operadores de centros de datos podrían adaptarse “con bastante facilidad” a tales diseños.

"Es bastante sencillo y algo que cualquier contratista general puede construir, pero es una configuración diferente a la de un centro de datos típico".

Las propias computadoras cuánticas de Amazon se están desarrollando actualmente en su centro de computación cuántica en California, y esa instalación albergará los primeros sistemas fabricados por AWS que entrarán en funcionamiento en su servicio Braket.

"La forma en que hemos organizado el edificio nos hace pensar en un mundo en el que haya máquinas utilizadas exclusivamente para los clientes y máquinas que sean utilizadas exclusivamente por los investigadores", afirma Moulds de AWS. "Estamos pensando en esto como un primer paso hacia el mundo de un centro de datos de producción".

Cuando se le preguntó sobre el futuro y cómo imagina que AWS implementará sistemas cuánticos en sus centros de datos más allá del centro cuántico, Moulds dice que es probable que se produzca cierto aislamiento.

“Dudo que veas un bastidor de servidores, y el cuarto bastidor es el dispositivo cuántico. Eso parece muy lejano. Me imagino que estos se anexarán a la parte trasera de los centros de datos tradicionales; sujetos a los mismos controles físicos pero aislados”.

Rigetti también está considerando cómo sería un centro de datos cuántico de producción.

"Aún no hemos llegado a la etapa de construir centros de datos significativos con nivel de producción en comparación con un Equinix", dice el CTO Rivas. "Pero eso está por llegar y tenemos tanto el espacio como una idea de hacia dónde irá."

"Si vinieras a nuestro lugar, no es exactamente lo que considerarías un centro de datos de producción. Está a medio camino entre un centro de datos de producción y un espacio de laboratorio adecuado, pero cada vez se utiliza más como centro de datos de producción. Tiene control de temperatura, humedad y aire, generadores y UPS, además de techos removidos para electricidad y redes."

"También requiere sistemas de refrigeración bastante importantes para alimentar los refrigeradores de dilución y requiere espacio para productos químicos peligrosos, incluido el helio-3".

Como espacio de producción e investigación, el centro de datos “tiene gente con más frecuencia que en un entorno de centro de datos clásico”, afirma.

Chapman de IonQ dice que el sitio de su empresa en Maryland es "mundano".

“Hay una sala que tiene baterías de respaldo para los sistemas; hay un generador de respaldo afuera que puede alimentar el centro de datos; Hay múltiples proveedores redundantes para acceder a Internet”, afirma.

“La sala de datos en sí es bastante estándar; Aire acondicionado AC, requisitos de energía relativamente estándar. No tiene nada de especial en cuanto a su construcción; Tenemos un piso antiestático, pero eso es todo”.

“La instalación y el uso de hardware cuántico no deberían requerir la construcción de un edificio especial. Debería poder reutilizar su centro de datos y su infraestructura existentes para albergar una de nuestras computadoras cuánticas”.

La empresa cuántica británica OQC ha firmado acuerdos para implementar dos computadoras cuánticas de bajo qubit en centros de datos de colocación; uno en las instalaciones LHR3 de Cyxtera en Reading en el Reino Unido y otro en las instalaciones TY11 de Equinix en Tokio. Los sistemas de OQC se basan en refrigeradores de dilución y será la primera vez que dichos sistemas se implementen en entornos de colocación minorista.

Sin duda, la industria en general estará observando atentamente. Las computadoras cuánticas son generalmente muy sensibles: manipular qubits del tamaño de un solo átomo es un trabajo preciso. Los centros de datos de producción son electromagnéticamente ruidosos y están llenos del zumbido de ventiladores ruidosos.

Aún está por determinar cómo se comportarán las computadoras cuánticas en este espacio, como un conjunto superpuesto de estados cuánticos.