Kvanttitietokoneiden energiaetu – korkean suorituskyvyn tietokoneiden uutisanalyysi | HPC:n sisällä

Kirjailija Yuval Boger, markkinointijohtaja Quera Computing Inc.

Vaikka kvanttitietokoneet pystyvät lopulta ratkaisemaan ongelmia, joihin mikään klassinen supertietokone ei pysty, mitä tapahtuu, kun kvanttijärjestelmät vain vastaavat klassisen suorituskykyä tietyissä ongelmissa? Mikä kvantin arvo sitten on?

Yksi vakuuttava vastaus: energiatehokkuus.

Perustuu Top500 luettelo maailman tehokkaimmista supertietokoneista, alla on energiankulutus kilowatteina, no. 1 järjestysjärjestelmä jokaiselta viimeiseltä 20 vuodelta:

Taulukko ja kaavio paljastavat energiankulutuksen nousevan, joidenkin järjestelmien tehon lähestyessä lähes 30 megawattia. Näiden laskennallisten behemottien kuluttaman tehon lisäksi ne tuottavat myös paljon lämpöä, mikä vaatii lisäenergiaa jäähdytykseen, mikä lisää energiajalanjälkeä.

Yhdysvaltain energiatietohallinnon mukaan keskimääräinen sähkön hinta helmikuussa 2023 kaupallisille asiakkaille oli 12.77 senttiä kilowattitunnilta. Vuotuisten sähkökustannusten laskemiseksi meidän on ensin muutettava Frontier-supertietokoneen virrankulutus kilowateista (KW) kilowattitunteiksi (kWh) ja kerrottava sitten kustannuksilla kWh:ta kohti:

• Tehonkulutuksen muuntaminen kWh:ksi vuodessa: 21,100 24 KW * 365 tuntia/vrk * 184,716,000 päivää/vuosi = XNUMX XNUMX XNUMX kWh/vuosi

• Kustannusten laskeminen: 184,716,000 0.1277 XNUMX kWh/vuosi * XNUMX $/kWh = noin $ 23,589,392.20 vuodessa

Sitä vastoin tiedämme julkisesti saatavilla olevan kvanttitietokoneen, jossa on yli 250 kubittia ja joka kuluttaa alle 10 kW, mikä on alle 0.05 prosenttia Frontierin kulutuksesta. Kvanttijärjestelmän energiankäyttö ei skaalaudu suoraan kubittien määrään, mutta vaikka hypoteettisesti projisoimme 10,000 100 kubitin kvanttitietokoneeseen, arvioimme sen vaativan vain XNUMX kW. Tämä olisi silti alle puoli prosenttia Frontierin virrankulutuksesta.

Jos tämä kvanttitietokone pystyisi suorittamaan vain 5 prosenttia Frontierin tehtävistä, se voisi johtaa yli miljoonan dollarin vuotuisiin säästöihin ja vähentää energiankulutusta lähes 1 gigawattituntia vuodessa.

Bob Sorensen, Hyperion Researchin tutkimusjohtaja, huomautti tästä a viime tapahtuma. ”Kuinka moni HPC-keskus on kiinnostunut mahdollisista energiansäästöistä? Vastaus on yksinkertainen. Ne kaikki", hän sanoi. "Niin kauan kuin kvanttilaskenta voi pysyä tällä kilowattialueella ja pysyä kolme tai neljä suuruusluokkaa [klassisten HPC:iden] alapuolella, tämän tekniikan mahdollisuuksista tässä on täysin arvostamattomia mahdollisuuksia tehostaa ratkaisuun."

Kuulemme usein "kvanttiedusta", kun kvanttitietokoneet ylittävät klassiset vastineensa ja ratkaisevat aiemmin vaikeita ongelmia. Vaikka tämä on tärkeä ja jalo tavoite, saavutettavissa oleva lähiajan tavoite voisi olla suorituskykypariteetti murto-osassa energiankulutuksesta. Tämä muistuttaa siirtymistä bensiinikäyttöisistä autoista sähköajoneuvoihin (EV), jossa tavoitteena ei ole välttämättä päihittää perinteisiä autoja, vaan tarjota vertailukelpoinen ajokokemus ja samalla vähentää merkittävästi ympäristövaikutuksia.

Hallituksella ja sääntelyelimillä voi olla tärkeä rooli yritysten kannustamisessa ottamaan käyttöön kvanttitietokoneet osana kestävän kehityksen ohjelmiaan. Ne voivat esimerkiksi luoda politiikkoja, jotka kannustavat käyttämään energiatehokkaita teknologioita, kuten tarjoamalla verohelpotuksia tai avustuksia kvanttilaskentaan investoiville yrityksille. Hallitukset voivat myös rahoittaa kvanttilaskentaa koskevaa tutkimusta ja kehitystä, mikä auttaa edistämään teknologiaa ja tekemään siitä entistä helpompaa yrityksille, mikä vähentää energiankulutusta.

Kvanttitietokoneet voisivat käynnistää laskennallisen ongelmanratkaisun uuden aikakauden, mutta myös kestävämmän, energiatehokkaamman lähestymistavan korkean suorituskyvyn laskemiseen, hyödyntäen niiden valtavaa laskentatehoa ympäristöystävällisellä tavalla. Kvantti lupaa tulevaisuuden, jossa lisääntynyt laskentakapasiteetti ei tapahdu planeettamme resurssien kustannuksella. Tämä on kvanttilaskennan todellinen voima – teho, joka ylittää kubitit ja algoritmit sisältäen kestävän kehityksen ja energiatehokkuuden.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• PlatoESG. Autot / sähköautot, hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
• BlockOffsets. Ympäristövastuun omistuksen nykyaikaistaminen. Pääsy tästä.
• Lähde: https://insidehpc.com/2023/06/the-energy-advantage-of-quantum-computers/