مزیت انرژی کامپیوترهای کوانتومی – تحلیل خبری محاسباتی با کارایی بالا | داخل HPC

توسط یووال بوگر، مدیر ارشد بازاریابی، QuEra Computing Inc.

در حالی که کامپیوترهای کوانتومی در نهایت قادر به حل مسائلی خواهند بود که هیچ ابررایانه کلاسیکی قادر به حل آن نیست، چه اتفاقی می‌افتد وقتی سیستم‌های کوانتومی صرفاً عملکرد کلاسیک را برای مسائل خاص مطابقت دهند؟ پس ارزش کوانتوم چقدر است؟

یک پاسخ قانع کننده: بهره وری انرژی.

براساس داده های موجود در Top500 فهرست قدرتمندترین ابرکامپیوترهای جهان، در زیر میزان مصرف انرژی، بر حسب کیلووات، را نشان می دهد. 1 سیستم رتبه بندی شده برای هر یک از 20 سال گذشته:

جدول و نمودار روند رو به افزایشی را در مصرف انرژی نشان می‌دهد که برخی از سیستم‌ها نزدیک به 30 مگاوات هستند. فراتر از توان مصرفی این غول‌های محاسباتی، گرمای قابل‌توجهی نیز تولید می‌کنند که نیاز به انرژی اضافی برای خنک‌سازی و افزایش ردپای انرژی کلی دارد.

طبق گزارش اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده، متوسط ​​هزینه برق در فوریه 2023 برای مشتریان تجاری 12.77 سنت در هر کیلووات ساعت بود. برای محاسبه هزینه برق سالانه، ابتدا باید مصرف برق ابررایانه فرانتیر را از کیلووات (KW) به کیلووات ساعت (کیلووات ساعت) تبدیل کنیم و سپس در هزینه هر کیلووات ساعت ضرب کنیم:

• تبدیل برق مصرفی به کیلووات ساعت در سال: 21,100 کیلووات * 24 ساعت در روز * 365 روز در سال = 184,716,000،XNUMX،XNUMX کیلووات ساعت در سال

• محاسبه هزینه: 184,716,000 کیلووات ساعت در سال * 0.1277 دلار در کیلووات ساعت = تقریبا 23,589,392.20 $ در هر سال

در مقابل، ما یک کامپیوتر کوانتومی در دسترس عموم با بیش از 250 کیوبیت را می شناسیم که کمتر از 10 کیلووات مصرف می کند، که کمتر از 0.05 درصد مصرف Frontier است. مصرف انرژی سیستم کوانتومی به طور مستقیم با تعداد کیوبیت‌ها مقیاس نمی‌شود، اما حتی زمانی که به طور فرضی به یک کامپیوتر کوانتومی با 10,000 کیوبیت می‌پردازیم، تخمین می‌زنیم که فقط به 100 کیلووات نیاز دارد. این هنوز هم کمتر از نیم درصد از مصرف برق Frontier است.

اگر آن کامپیوتر کوانتومی بتواند فقط 5 درصد از وظایفی را که Frontier انجام می دهد انجام دهد، می تواند منجر به صرفه جویی سالانه بیش از 1 میلیون دلار و کاهش مصرف انرژی تقریباً 10 گیگاوات ساعت در سال شود.

باب سورنسن، معاون ارشد تحقیقات Hyperion Research، در این مورد در a اتفاق اخیر. چند مرکز HPC به صرفه جویی بالقوه انرژی علاقه مند هستند؟ پاسخ ساده است. همه آنها» گفت. تا زمانی که محاسبات کوانتومی بتواند در آن محدوده کیلووات باقی بماند و سه یا چهار مرتبه کمتر از [HPCهای کلاسیک] باقی بماند، فرصت‌های قدرت به راه‌حل در اینجا در ذهن من درباره پتانسیل این فناوری کاملا نادیده گرفته می‌شود.

ما اغلب در مورد "مزیت کوانتومی" می شنویم، زمانی که کامپیوترهای کوانتومی از همتایان کلاسیک خود بهتر عمل می کنند و مشکلات حل نشدنی قبلی را حل می کنند. در حالی که این یک هدف مهم و اصیل است، یک هدف کوتاه مدت قابل دستیابی تر می تواند برابری عملکرد در کسری از مصرف انرژی باشد. این شبیه گذار از خودروهای بنزینی به وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) است، که در آن هدف لزوما برتری بر خودروهای سنتی نیست، بلکه ارائه یک تجربه رانندگی قابل مقایسه و در عین حال کاهش قابل توجه اثرات زیست محیطی است.

دولت‌ها و نهادهای نظارتی می‌توانند نقش مهمی در تشویق کسب‌وکارها به استفاده از رایانه‌های کوانتومی به عنوان بخشی از برنامه‌های پایداری خود داشته باشند. برای مثال، آنها می‌توانند سیاست‌هایی را ایجاد کنند که مشوق استفاده از فناوری‌های کارآمد انرژی باشد، مانند ارائه معافیت‌های مالیاتی یا کمک‌های مالی به شرکت‌هایی که در محاسبات کوانتومی سرمایه‌گذاری می‌کنند. دولت‌ها همچنین می‌توانند تحقیق و توسعه در محاسبات کوانتومی را تأمین مالی کنند و به پیشرفت فناوری و در دسترس‌تر کردن آن برای کسب‌وکارها کمک کنند و مصرف انرژی را کاهش دهند.

رایانه‌های کوانتومی نه تنها می‌توانند عصر جدیدی از حل مسائل محاسباتی را آغاز کنند، بلکه می‌توانند یک رویکرد پایدارتر و کم‌مصرف‌تر برای محاسبات با کارایی بالا را آغاز کنند و از قدرت محاسباتی عظیم خود به شیوه‌ای سازگار با محیط زیست استفاده کنند. کوانتوم آینده ای را نوید می دهد که در آن افزایش ظرفیت محاسباتی به ضرر منابع سیاره ما تمام نشود. این قدرت واقعی محاسبات کوانتومی است - قدرتی که فراتر از کیوبیت ها و الگوریتم ها می رود و پایداری و بهره وری انرژی را شامل می شود.

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. خودرو / خودروهای الکتریکی، کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• BlockOffsets. نوسازی مالکیت افست زیست محیطی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://insidehpc.com/2023/06/the-energy-advantage-of-quantum-computers/