量子計算將能夠以非凡的速度處理大量數據，但數據存儲方面存在挑戰。當今的存儲系統將如何跟上步伐?

量子計算將處理大量信息。工作負載可能包括診斷模擬和分析，其速度遠遠高于現有計算。但是，為了充分發揮作用，量子計算需要訪問、分析和存儲大量數據。

人們預計量子計算將成為IT系統發展的下一步。正如多核處理器允許計算機并行執行多個任務一樣，量子處理器將在計算能力方面實現飛躍，并允許在現在所需時間的一小部分內執行復雜任務。

量子計算機，顧名思義，利用量子力學，與原子和亞原子粒子有關的物理學分支，來克服現有計算機系統的局限性。

什么是量子計算?

狀態疊加和量子糾纏的原理使得能夠實現與當前使用的不同的計算方法。量子計算機可以在每單位信息中存儲更多狀態，并在數值層面上使用更高效的算法進行操作。

量子位是一種二態量子力學系統。然而，由于疊加，它們也可以同時處于兩種狀態，即1和0。在經典的計算機系統中，一個位必須處于一種狀態或另一種狀態-1或0。量子力學允許量子位同時處于兩種狀態的相干疊加，這是量子力學的基本屬性，因此也是量子計算的基礎。

最終，這將使量子計算機能夠比傳統計算機更快地使用大型數據集處理復雜任務，特別是在大數據和模式識別領域。例如，量子計算機在制藥行業具有潛在的應用，可以篩選比以前更大、更復雜的分子，并繪制藥品與其預期目標之間復雜的相互作用。

量子存儲與經典存儲

量子計算機的核心挑戰之一是，由于量子退相干，其存儲系統不適合長期存儲，其影響會隨著時間的推移而增強。當量子計算數據被帶入現有數據存儲框架時，就會發生退相干，導致量子位失去量子狀態，從而導致數據損壞和數據丟失。

量子計算機在計算過程中需要數據存儲，但這需要一個量子存儲器來存儲疊加態或糾纏態，而存儲持續時間將帶來挑戰。

因此，量子計算的數據存儲可能需要依賴傳統存儲，例如高性能計算(HPC)中的存儲。

考慮到量子計算所需的大量經濟投資，為了節省成本而引入“廉價”數據存儲元素的限制將適得其反。

考慮到數據存儲的挑戰和處理大型數據集的要求，量子計算可能最好通過云進行訪問。例如，IBM當前的量子系統是與云連接的。當然，云存儲的有效性取決于與云的網絡連接。

盡管量子計算面臨可擴展性和退相干方面的挑戰，但其能夠在傳統處理器的一小部分時間內同時執行多個操作，這意味著其可能成為分析工作負載的強大工具。

傳統存儲的量子計算機

量子計算和量子存儲不太可能取代現有的計算和存儲系統。

使用經典的計算和存儲基礎設施仍然是解決日常問題的最簡單、最經濟的解決方案，特別是那些涉及小型、簡單、可重復任務的問題。

換言之，量子計算有望在材料科學、氣候研究和藥物開發等領域帶來令人難以置信的進步。一些組織已經在嘗試量子計算，以開發更輕、更強大的電動汽車電池，并幫助創造新藥物。

與量子計算機相關的有限存儲能力意味著，其將繼續依賴經典存儲系統來進行數據提取和信息輸出。然而，這些必須能夠處理大型數據集。當今的一些高端存儲系統，尤其是基于云的存儲系統，應該足以勝任這項任務。