양자 컴퓨터의 에너지 이점 – 고성능 컴퓨팅 뉴스 분석 | insideHPC

유발 보거(Yuval Boger) 최고 마케팅 책임자(CMO) QuEra 컴퓨팅 Inc.

양자 컴퓨터는 궁극적으로 고전적인 슈퍼컴퓨터가 할 수 없는 문제를 해결할 수 있지만 양자 시스템이 특정 문제에 대해 고전적인 성능과 일치할 뿐이라면 어떻게 될까요? 그렇다면 양자의 가치는 무엇인가?

한 가지 설득력 있는 답변은 에너지 효율성입니다.

의 데이터를 기반으로 Top500 아래는 세계에서 가장 강력한 슈퍼컴퓨터의 에너지 소비량(킬로와트)입니다. 지난 1년 동안 각 20순위 시스템:

표와 그래프는 에너지 소비의 증가 추세를 나타내며 일부 시스템은 거의 30메가와트에 근접합니다. 이러한 컴퓨팅 거물이 소비하는 순전한 전력 외에도 상당한 열을 발생시켜 냉각을 위한 추가 에너지를 필요로 하여 전체 에너지 발자국을 높입니다.

미국 에너지 정보국(Energy Information Administration)에 따르면 2023년 12.77월 상업용 고객의 평균 전기 요금은 킬로와트시당 XNUMX센트였습니다. 연간 전기 비용을 계산하려면 먼저 Frontier 슈퍼컴퓨터의 전력 소비를 킬로와트(KW)에서 킬로와트시(kWh)로 변환한 다음 kWh당 비용을 곱해야 합니다.

• 전력사용량을 연간 kWh로 환산하면 21,100KW * 24시간/일 * 365일/년 = 184,716,000kWh/년

• 비용 계산: 184,716,000kWh/년 * $0.1277/kWh = 약 연간 $ 23,589,392.20

대조적으로 우리는 프론티어 소비의 250% 미만인 10KW 미만을 소비하는 0.05큐비트 이상의 공개적으로 액세스 가능한 양자 컴퓨터를 알고 있습니다. 양자 시스템의 에너지 사용량은 큐비트 수와 직접적으로 비례하지 않지만 10,000큐비트가 있는 양자 컴퓨터에 가상으로 투영하더라도 100KW만 필요할 것으로 추정됩니다. 이것은 여전히 ​​Frontier의 전력 소비량의 XNUMX% 미만입니다.

그 양자 컴퓨터가 Frontier가 수행하는 작업의 5%만 수행할 수 있다면 연간 1만 달러 이상을 절약하고 연간 거의 10기가와트시의 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.

Hyperion Research의 수석 부사장인 Bob Sorensen은 이에 대해 다음과 같이 언급했습니다. 최근 이벤트. “잠재적인 에너지 절약에 관심이 있는 HPC 센터는 얼마나 됩니까? 답은 간단합니다. 다”라고 말했다. "양자 컴퓨팅이 그 킬로와트 범위를 유지하고 [고전적인 HPC]보다 XNUMX~XNUMX배 낮은 수준을 유지할 수 있는 한, 이 기술의 잠재력에 대해 여기에서 솔루션에 대한 전력 기회는 전혀 감사하지 않습니다."

우리는 종종 양자 컴퓨터가 기존 컴퓨터보다 성능이 뛰어나고 이전에는 다루기 어려웠던 문제를 해결할 때 "양자 이점"이라는 말을 듣습니다. 이것은 중요하고 고귀한 목표이지만 보다 달성 가능한 단기 목표는 에너지 소비의 일부에서 성능 패리티가 될 수 있습니다. 이는 휘발유 자동차에서 전기 자동차(EV)로의 전환과 유사합니다. 여기서 목표는 반드시 기존 자동차를 능가하는 것이 아니라 환경에 미치는 영향을 크게 줄이면서 비슷한 운전 경험을 제공하는 것입니다.

정부와 규제 기관은 기업이 지속 가능성 프로그램의 일환으로 양자 컴퓨터를 채택하도록 장려하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 예를 들어 양자 컴퓨팅에 투자하는 회사에 세금 감면 또는 보조금을 제공하는 등 에너지 효율적인 기술의 사용을 장려하는 정책을 만들 수 있습니다. 정부는 또한 양자 컴퓨팅의 연구 개발에 자금을 지원하여 기술을 발전시키고 기업이 더 쉽게 접근할 수 있도록 지원하여 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.

양자 컴퓨터는 컴퓨팅 문제 해결의 새로운 시대를 열 뿐만 아니라 고성능 컴퓨팅에 대한 보다 지속 가능하고 에너지 효율적인 접근 방식을 도입하여 환경 친화적인 방식으로 엄청난 컴퓨팅 성능을 활용할 수 있습니다. Quantum은 증가된 컴퓨팅 용량이 지구의 자원을 희생시키지 않는 미래를 약속합니다. 이것이 양자 컴퓨팅의 진정한 힘입니다. 큐비트와 알고리즘을 넘어 지속 가능성과 에너지 효율성을 포함하는 힘입니다.

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