德克萨斯州数据中心开发商TIDAL PWR与量子技术公司BTQ Technologies宣布合作，旨在探索数据中心电力与基础设施如何在承载传统AI及高性能计算工作负载的同时，最终实现对量子计算系统的支持。
两家公司于7月20日对外披露这一合作，并于8月告知POWER杂志，双方预计将通过为期90天的初步工作流程，为数据中心开发商、设施与电力工程师、安全团队及采购团队提供一份规划蓝图。尽管该项目目前仍处于前期阶段，尚无客户和实际部署，但这份蓝图旨在帮助开发商在做出长周期决策时将量子计算纳入考量，这些决策涉及大型计算园区的选址、供电方案及未来计算设备的适配能力。
打造"可信量子数据中心架构"
传统数据中心通常以CPU、GPU、内存、存储及高速网络为核心，运行AI与高性能计算工作负载。这类系统以比特为单位处理信息，支持AI模型训练、推理、大规模仿真及数据分析等任务。量子计算作为一个正逐步走向现实的新兴计算层，以量子比特（qubit）为单位处理信息，适用于可与传统计算形成互补的专项运算。
量子计算已走出实验室，但能够持续承载商业工作负载的大规模容错系统仍需数年时间才能成熟。以IBM为例，其首台大规模容错量子计算机预计于2029年问世。与此同时，业界日益聚焦于量子处理器与传统高性能计算系统的融合集成，以及两者如何在生产环境中的数据中心协同运作。NVIDIA的NVQLink平台正是以量子处理器与加速计算之间的实时互联为卖点进行推广。
然而，随着量子计算向商业化迈进，为其提供支撑的基础设施问题也开始浮出水面。大型数据中心及其配套电力系统通常需要在投入使用前数年便完成规划，而量子技术目前仍在多种物理路线上持续演进。若开发商希望在未来支持量子工作负载，可能需要在最终设备方案确定之前，就对电力容量、冷却系统、建筑布局、控制系统、安全方案及采购策略作出决策。
TIDAL PWR与BTQ从基础设施技术栈的两端出发，提出了一套"可信量子数据中心参考架构"，覆盖未来量子系统的物理需求及相关安全与采购框架。7月公布的初步工作范围包括：量子数据中心设计原则、可信供应链要求、供应商与设备采购标准、后量子密码安全考量，以及将量子系统集成至AI、高性能计算及企业数据中心环境的可复用部署模型。
BTQ正在研发全栈中性原子量子计算平台及后量子安全技术，TIDAL PWR则专注于开发以土地、电网接入、可调度发电、光纤、水资源及数据中心基础设施为核心的大型AI园区。此次合作旨在将BTQ在量子系统与安全领域的专业积累，与TIDAL PWR在电力及园区开发方面的丰富经验相结合，为运营商在商业数据中心安装量子设备前应解决的问题提供明确指引。
两家公司在书面回复中表示："简而言之，这是一份面向可能承载量子系统的数据中心的设计指南与规划蓝图，而非认证标准。其目标是明确运营商在选择或安装量子系统之前，应在设施设计、安全、采购、供应商选择以及与现有AI和高性能计算基础设施集成等方面重点考虑的内容。"
量子计算的基础设施需求
第一阶段预计从初步工作流程启动起历时90天，最终产出一份包含初步参考架构、优先事项建议及下一阶段路线图的书面报告。两家公司表示，该报告面向数据中心开发商与运营商、设施与电力工程师、安全团队及采购团队。由于协议并未要求完整架构对外公开，任何对外发布或更新均将由BTQ与TIDAL PWR共同决定。
与此同时，两家公司在蓝图制定过程中强调了灵活性的重要性。一个关键难题在于，量子计算机并不具备统一的物理设计标准。"量子计算机与传统AI服务器的基础设施需求截然不同。部分系统需要极低的工作温度，另一些则有特殊的冷却与环境要求。"
以超导系统为例，其需要极低的工作温度和大型低温制冷系统，并对振动与电磁干扰有严格控制要求；中性原子系统则依赖真空腔、激光器和精密光学器件，虽无需超导系统所用的大型稀释制冷机，但仍需保证环境稳定性、振动控制及专用光学基础设施。
离子阱系统同样依赖真空设备、激光器和高度受控的工作环境，光子系统则以光和光学器件及光纤为基础，部分光子方案可在接近室温的环境下运行，但光子探测器等组件可能仍需冷却。因此，功耗需求、物理占地、冷却方式及其他设施要求最终将取决于所选系统的技术路线。
两家公司表示："我们的思路是设计灵活的园区，既能支持传统AI工作负载，也能适应未来的量子系统。量子设备不会与其他设备混放，而是部署在根据其特定冷却、电力和环境需求专门设计的独立区域，同时保持与整个AI园区的互联互通。园区的电力、冷却、网络及建筑基础设施正以充分的灵活性进行设计，以便随着新型计算技术的成熟加以支持。"
其最终目标是为新兴需求做好数据中心电力基础设施的前瞻布局。"我们相信，未来的计算格局将是AI、高性能计算与量子技术的融合，我们的目标是建造能够同时支持三者的园区。"
后量子密码与敏捷采购
值得关注的是，所提出的架构还将在量子计算机正式部署之前，率先对安全与采购要求作出回应，其中包括后量子密码（PQC）。两家公司将其定义为"新一代加密与数字签名技术，旨在抵御未来量子计算机的攻击，同时兼容当今传统计算机"。
此次合作还将以美国国家标准与技术研究院（NIST）于2024年8月正式发布的相关标准为基础，包括用于建立共享加密密钥的ML-KEM，以及用于数字签名的ML-DSA和SLH-DSA。两家公司表示："NIST负责定义密码标准，本次合作聚焦于其实践层面的基础设施——即如何将这些标准转化为采购要求、供应商评估、安全架构，以及数据中心内部的具体部署。"
对于AI与超大规模运营商而言，"问题在于，今天建造的数据中心将运营多年，并在此期间保护海量有价值的数据、AI模型、客户工作负载、身份凭证及关键系统"。"密码敏捷性设计，简而言之，就是确保设备和安全系统能够随着标准演进灵活更换或升级加密方案，而无需在每次算法变更时替换硬件。"
从架构规划到实际部署
不过，目前该合作仍处于规划阶段。"现阶段，BTQ与TIDAL PWR的合作尚处于前期阶段，既无客户，也无实际部署。目前没有已命名的超大规模、企业或托管服务提供商客户，也没有已签署的客户意向书或试点部署计划。初期工作聚焦于构建参考架构，并识别潜在试点地点与商业部署机会。任何实际部署均需另行签署独立的项目协议。"
对TIDAL PWR而言，此次合作是其现有商业模式的自然延伸——该公司的核心策略正是提前锁定超大规模开发所需的电力与基础设施资源。公司总部位于奥斯汀，业务涵盖土地、电网接入、可调度发电、光纤、水资源及数据中心基础设施的整合，服务于大型AI园区开发。其已披露的德克萨斯州开发管线涵盖7个站点，总装机容量达9.87 GW，其中包括4.8 GW的电网接入容量和5.07 GW的表后发电容量。
TIDAL PWR联合创始人兼首席执行官Chad Swensen在宣布合作时表示："TIDAL PWR正在为下一波AI需求浪潮构建电力与数据中心基础设施，我们将量子计算视为先进计算发展的自然延伸。BTQ为可信量子部署提供了切实可行的框架，涵盖安全、采购、架构及供应商协同等各个层面。我们相信，这次合作有望使TIDAL PWR跻身最早为未来数据中心量子需求进行前瞻规划的基础设施开发商之列。"
BTQ则从开发链条的另一端参与这一合作。这家在纳斯达克和Cboe加拿大两地上市的公司专注于量子计算与后量子安全技术的研发，并于今年7月完成了对总部位于法国斯特拉斯堡的QPerfect公司的收购，将一套中性原子量子计算平台纳入其技术版图。BTQ表示，其在TIDAL PWR合作中的角色将聚焦于解决方案架构设计、后量子安全指导、采购框架制定，以及对新兴量子基础设施技术栈中各类供应商的梳理与评估。
BTQ首席执行官Olivier Roussy Newton在7月表示："构建可信量子基础设施，不仅仅是技术本身的问题，更在于为运营商提供一条清晰可行的部署路径。TIDAL PWR专注于AI基础设施中最关键的制约因素之一：可靠的电力供应与数据中心建设。将这一专注方向与BTQ在后量子安全、量子系统架构及可信部署模型方面的积累相结合，我们相信有机会在市场标准形成之前，率先定义量子数据中心的建设标准。"
为期90天的初步工作流程将决定这一规划工作能否向更具体的项目阶段推进。双方在7月表示，合作关系有望进一步拓展至"更深层次的技术、商业及特定项目机会"。
Q&A
Q1：TIDAL PWR与BTQ合作的量子就绪数据中心蓝图主要包含哪些内容？
A：这份规划蓝图面向数据中心开发商、设施与电力工程师、安全团队及采购团队，涵盖量子数据中心设计原则、可信供应链要求、供应商与设备采购标准、后量子密码安全考量，以及将量子系统集成至AI和高性能计算环境的可复用部署模型。目前该蓝图由BTQ与TIDAL PWR共同决定是否对外公开发布。
Q2：量子计算机对数据中心基础设施有哪些特殊要求？
A：不同类型的量子计算机需求差异很大。超导系统需要极低温运行环境和大型低温制冷设备，并对振动和电磁干扰有严格控制；中性原子系统依赖真空腔、激光器和精密光学器件；离子阱系统同样需要真空设备和高度受控环境；光子系统部分可在接近室温下运行，但部分组件仍需冷却。因此，功耗、占地面积、冷却方式等设施要求因所选技术路线而异。
Q3：后量子密码在数据中心规划中为什么重要？
A：当前建造的数据中心将运营多年，需长期保护AI模型、客户数据和关键系统。后量子密码是专为抵御未来量子计算机攻击而设计的新一代加密技术，同时兼容现有传统计算机。NIST已于2024年8月发布相关标准，包括ML-KEM、ML-DSA和SLH-DSA。密码敏捷性设计可确保系统随标准演进灵活升级加密方案，无需频繁更换硬件。
