Het Finse IQM Quantum Compu­ters heeft bekend gemaakt de eerste 30 systemen te leveren en binnen­kort te beginnen met de bouw van een tweede fabriek. De adoptie van quantum compu­ting lijkt daarmee op gang te komen. Deze techno­logie, die gebruik maakt van quantum bits (qubits) in plaats van tradi­ti­o­nele bits, vereist echter een zeer gespe­ci­a­li­seerde fysieke datacenteromgeving.

Voor datacen­ters die quantum compu­ters willen huisvesten, zijn dan ook ingrij­pende aanpas­singen noodza­ke­lijk om optimaal te kunnen functi­o­neren. Hieronder een overzicht van de belang­rijkste maatre­gelen die genomen moeten worden om quantum compu­ters effec­tief te ondersteunen.

De belangrijkste aanpassing: koeling

Een van de grootste uitda­gingen bij het imple­men­teren van quantum compu­ters is het waarborgen van stabiele, extreem lage tempe­ra­turen. Quantum proces­sing units (QPUs) moeten namelijk functi­o­neren nabij het absolute nulpunt om hun delicate quantum-toestanden te behouden. Dit vereist de instal­latie van geavan­ceerde cryogene koelsys­temen, zoals dilutiekoelers.

Daarnaast moeten deze koelsys­temen niet alleen de tempe­ra­turen handhaven, maar ook trillingen en elektro­mag­ne­ti­sche inter­fe­rentie minima­li­seren. Beide factoren kunnen de presta­ties van de QPUs verstoren en moeten dus strikt onder controle worden gehouden. Zonder deze stabiele en gecon­tro­leerde koeling kunnen quantum compu­ters niet naar behoren functioneren.

Stroomvoorziening: hoge eisen aan stabiliteit en capaciteit

Quantum compu­ters stellen hoge eisen aan de stroom­voor­zie­ning van datacen­ters. Een van de belang­rijkste aanpas­singen is de instal­latie van gespe­ci­a­li­seerde controle-elektro­nica die geschikt is voor de cryogene omgeving waarin quantum compu­ters opereren.

Daarnaast is een uiterst stabiele en nauwkeu­rige stroom­voor­zie­ning nodig om de quantum toestanden van de qubits in stand te houden. Quantum compu­ters zijn bijzonder gevoelig voor fluctu­a­ties in stroom­toe­voer, wat betekent dat elke afwij­king hun presta­ties kan beïnvloeden. Boven­dien vereisen de inten­sieve koelsys­temen die nodig zijn om de quantum hardware te onder­steunen, een verhoogde stroomcapaciteit.

Bekabeling en netwerkinfrastructuur

De infra­struc­tuur voor quantum compu­ting stelt ook unieke eisen aan de bekabe­ling en netwerk­tech­no­logie van datacen­ters. Quantum compu­ters vereisen quantum-ready netwerken die zijn uitge­rust met quantum repea­ters en routers om de commu­ni­catie tussen qubits mogelijk te maken. Deze netwerken moeten ultra-lage latency-verbin­dingen hebben om real-time commu­ni­catie te ondersteunen.

Daarnaast is het mogelijk dat speciale glasve­zel­ka­bels nodig zijn om quantum commu­ni­catie te facili­teren. Dit soort kabels kan helpen om de hoge eisen op het gebied van snelheid en betrouw­baar­heid die quantum compu­ting stelt, te vervullen.

Bescherming tegen storingen

De fysieke omgeving van het datacenter moet worden aange­past om quantum compu­ters te beschermen tegen invloeden van buitenaf. Dit omvat uitge­breide elektro­mag­ne­ti­sche afscher­ming om de gevoe­lige QPUs te beschermen tegen versto­ringen van buitenaf.

Ook moeten trillings­vrije funde­ringen en platforms worden gebouwd voor de quantum-appara­tuur. Zelfs kleine trillingen kunnen de delicate quantum-toestanden verstoren. In sommige gevallen kan het nodig zijn om een volledig geïso­leerde ruimte te creëren die uitslui­tend bedoeld is voor de quantum computer, zodat deze optimaal kan functioneren.

Prioriteit voor beveiliging

Gezien de potentie van quantum-techno­logie om bestaande crypto­gra­fi­sche systemen te doorbreken, moeten er extra bevei­li­gings­maat­re­gelen worden genomen in datacen­ters die quantum compu­ters huisvesten. Dit omvat de imple­men­tatie van post-quantum crypto­grafie om data te beschermen tegen toekom­stige quantum aanvallen.

Daarnaast moet de fysieke bevei­li­ging rondom quantum-facili­teiten worden opgevoerd om ongeoor­loofde toegang te voorkomen. Ook zullen nieuwe proto­collen voor toegangs­con­trole en databe­vei­li­ging ontwik­keld moeten worden om de gevoe­lige quantum-appara­tuur en gegevens te beschermen.

Investeren in kennis

Tot slot is het cruciaal dat datacen­ters inves­teren in de nodige exper­tise om quantum compu­ting te kunnen onder­steunen. Dit betekent dat perso­neel met gespe­ci­a­li­seerde kennis van quantum compu­ting en cryogene techno­logie moet worden aange­trokken of opgeleid.

Boven­dien is samen­wer­king met de leveran­ciers van quantum hardware essen­tieel om ervoor te zorgen dat de quantum compu­ters optimaal in het datacenter worden geïnte­greerd. Deze samen­wer­king kan helpen om opera­ti­o­nele uitda­gingen aan te pakken.

Quantum compu­ters brengen unieke uitda­gingen met zich mee voor datacen­ters. Door te inves­teren in gespe­ci­a­li­seerde koeling, stroom­voor­zie­ning, bekabe­ling, fysieke infra­struc­tuur, bevei­li­ging en exper­tise, kunnen datacen­ters de noodza­ke­lijke omgeving creëren voor deze baanbre­kende techno­logie. Hoewel de aanpas­singen complex en kostbaar zijn, zijn ze essen­tieel voor het benutten van de ongekende kracht en potentie van quantum computing.