क्वांटम कंप्यूटर का ऊर्जा लाभ - उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग समाचार विश्लेषण | अंदरHPC

युवल बोगर, मुख्य विपणन अधिकारी द्वारा, QuEra कंप्यूटिंग इंक।

जबकि क्वांटम कंप्यूटर अंततः उन समस्याओं को हल करने में सक्षम होंगे जो कोई भी शास्त्रीय सुपर कंप्यूटर नहीं कर सकता है, तब क्या होता है जब क्वांटम सिस्टम केवल कुछ समस्याओं के लिए शास्त्रीय प्रदर्शन से मेल खाते हैं? तो फिर क्वांटम का मूल्य क्या है?

एक सम्मोहक उत्तर: ऊर्जा दक्षता।

से डेटा के आधार पर Top500 दुनिया के सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटरों की सूची, नीचे किलोवाट में ऊर्जा खपत दी गई है। पिछले 1 वर्षों में से प्रत्येक के लिए 20 रैंक वाली प्रणाली:

तालिका और ग्राफ ऊर्जा खपत में बढ़ती प्रवृत्ति को दर्शाते हैं, कुछ सिस्टम लगभग 30 मेगावाट तक पहुंच रहे हैं। इन कम्प्यूटेशनल दिग्गजों द्वारा खपत की गई सरासर शक्ति के अलावा, वे पर्याप्त गर्मी भी पैदा करते हैं, जिससे शीतलन के लिए अतिरिक्त ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिससे समग्र ऊर्जा पदचिह्न बढ़ जाते हैं।

अमेरिकी ऊर्जा सूचना प्रशासन के अनुसार, फरवरी 2023 में वाणिज्यिक ग्राहकों के लिए औसत बिजली लागत 12.77 सेंट प्रति किलोवाट घंटा थी। वार्षिक बिजली लागत की गणना करने के लिए, हमें पहले फ्रंटियर सुपरकंप्यूटर की बिजली खपत को किलोवाट (KW) से किलोवाट-घंटे (kWh) में बदलना होगा, और फिर लागत प्रति kWh से गुणा करना होगा:

• प्रति वर्ष बिजली की खपत को kWh में परिवर्तित करना: 21,100 किलोवाट * 24 घंटे/दिन * 365 दिन/वर्ष = 184,716,000 kWh/वर्ष

• लागत की गणना: 184,716,000 kWh/वर्ष * $0.1277/kWh = लगभग $ प्रति 23,589,392.20 वर्ष

इसके विपरीत, हम 250 से अधिक क्यूबिट वाले सार्वजनिक रूप से सुलभ क्वांटम कंप्यूटर के बारे में जानते हैं जो 10 किलोवाट से कम खपत करता है, जो फ्रंटियर की खपत के 0.05 प्रतिशत से कम है। क्वांटम प्रणाली का ऊर्जा उपयोग सीधे तौर पर क्यूबिट की संख्या के साथ स्केल नहीं होता है, लेकिन जब हम काल्पनिक रूप से 10,000 क्यूबिट वाले क्वांटम कंप्यूटर को प्रोजेक्ट करते हैं, तो हमारा अनुमान है कि इसे केवल 100 किलोवाट की आवश्यकता होगी। यह अभी भी फ्रंटियर की बिजली खपत के आधे प्रतिशत से भी कम होगा।

यदि वह क्वांटम कंप्यूटर फ्रंटियर द्वारा किए गए कार्यों का केवल 5 प्रतिशत ही कर पाता है, तो इसके परिणामस्वरूप $1 मिलियन से अधिक की वार्षिक बचत हो सकती है और प्रति वर्ष लगभग 10 गीगावाट-घंटे की ऊर्जा खपत में कमी आ सकती है।

हाइपरियन रिसर्च में रिसर्च के वरिष्ठ उपाध्यक्ष बॉब सोरेंसन ने इस पर टिप्पणी की हाल की घटना. “कितने एचपीसी केंद्र संभावित ऊर्जा बचत में रुचि रखते हैं? उत्तर सरल है. वे सभी”, उन्होंने कहा। "जब तक क्वांटम कंप्यूटिंग उस किलोवाट रेंज में रह सकती है और [शास्त्रीय एचपीसी] के नीचे परिमाण के तीन या चार ऑर्डर रह सकती है, इस तकनीक की क्षमता के बारे में मेरे दिमाग में यहां बिजली-से-समाधान के अवसर पूरी तरह से अप्राप्य हैं।"

हम अक्सर "क्वांटम लाभ" के बारे में सुनते हैं, जब क्वांटम कंप्यूटर अपने शास्त्रीय समकक्षों से बेहतर प्रदर्शन करते हैं और पहले से कठिन समस्याओं का समाधान करते हैं। हालांकि यह एक महत्वपूर्ण और महान लक्ष्य है, एक अधिक प्राप्य निकट अवधि का लक्ष्य ऊर्जा खपत के एक अंश पर प्रदर्शन समता हो सकता है। यह गैसोलीन से चलने वाली कारों से इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी) में संक्रमण के समान है, जहां लक्ष्य पारंपरिक कारों से बेहतर प्रदर्शन करना नहीं है, बल्कि पर्यावरणीय प्रभाव को काफी कम करते हुए एक तुलनीय ड्राइविंग अनुभव प्रदान करना है।

व्यवसायों को उनके स्थिरता कार्यक्रमों के हिस्से के रूप में क्वांटम कंप्यूटर अपनाने के लिए प्रोत्साहित करने में सरकारों और नियामक निकायों की महत्वपूर्ण भूमिका हो सकती है। उदाहरण के लिए, वे ऐसी नीतियां बना सकते हैं जो ऊर्जा-कुशल प्रौद्योगिकियों के उपयोग को प्रोत्साहित करती हैं, जैसे क्वांटम कंप्यूटिंग में निवेश करने वाली कंपनियों को कर छूट या अनुदान की पेशकश करना। सरकारें क्वांटम कंप्यूटिंग में अनुसंधान और विकास को भी वित्तपोषित कर सकती हैं, जिससे प्रौद्योगिकी को आगे बढ़ाने और इसे व्यवसायों के लिए अधिक सुलभ बनाने में मदद मिलेगी, जिससे ऊर्जा की खपत कम होगी।

क्वांटम कंप्यूटर न केवल कम्प्यूटेशनल समस्या समाधान के एक नए युग की शुरुआत कर सकते हैं, बल्कि पर्यावरण-अनुकूल तरीके से अपनी विशाल कम्प्यूटेशनल शक्ति का उपयोग करके उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग के लिए एक अधिक टिकाऊ, ऊर्जा-कुशल दृष्टिकोण भी ला सकते हैं। क्वांटम एक ऐसे भविष्य का वादा करता है जहां बढ़ी हुई कम्प्यूटेशनल क्षमता हमारे ग्रह के संसाधनों की कीमत पर नहीं आएगी। यह क्वांटम कंप्यूटिंग की सच्ची शक्ति है - एक ऐसी शक्ति जो स्थिरता और ऊर्जा दक्षता को शामिल करने के लिए क्वैबिट और एल्गोरिदम से परे जाती है।

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• स्रोत: https://insidehpc.com/2023/06/the-energy-advantage-of-quantum-computers/