Het energievoordeel van kwantumcomputers - High-Performance Computing Nieuwsanalyse | binnenHPC

Door Yuval Boger, Chief Marketing Officer, Quera Computing Inc.

Hoewel kwantumcomputers uiteindelijk in staat zullen zijn om problemen op te lossen die geen enkele klassieke supercomputer kan, wat gebeurt er als kwantumsystemen voor bepaalde problemen alleen de prestaties van klassieke supercomputers evenaren? Wat is dan de waarde van kwantum?

Eén overtuigend antwoord: energie-efficiëntie.

Gebaseerd op gegevens van de Top500 lijst van 's werelds krachtigste supercomputers, hieronder staat het energieverbruik, in kilowatt, van de nr. 1 gerangschikt systeem voor elk van de afgelopen 20 jaar:

De tabel en grafiek laten een stijgende trend in energieverbruik zien, waarbij sommige systemen bijna 30 megawatt naderen. Naast het enorme stroomverbruik van deze computerreuzen, produceren ze ook aanzienlijke warmte, waardoor extra energie nodig is voor koeling, waardoor de algehele energievoetafdruk toeneemt.

Volgens de Amerikaanse Energy Information Administration bedroegen de gemiddelde elektriciteitskosten in februari 2023 voor commerciële klanten 12.77 cent per kilowattuur. Om de jaarlijkse elektriciteitskosten te berekenen, moeten we eerst het stroomverbruik van de Frontier-supercomputer omrekenen van kilowatt (KW) naar kilowattuur (kWh), en vervolgens vermenigvuldigen met de kosten per kWh:

• Stroomverbruik omrekenen naar kWh per jaar: 21,100 KW * 24 uur/dag * 365 dagen/jaar = 184,716,000 kWh/jaar

• Berekening van de kosten: 184,716,000 kWh/jaar * $ 0.1277/kWh = ongeveer $ 23,589,392.20 per jaar

We kennen daarentegen een openbaar toegankelijke kwantumcomputer met meer dan 250 qubits die minder dan 10 KW verbruikt, wat minder is dan 0.05 procent van het verbruik van Frontier. Het energieverbruik van het kwantumsysteem schaalt niet direct mee met het aantal qubits, maar zelfs als we hypothetisch projecteren op een kwantumcomputer met 10,000 qubits, schatten we dat er slechts 100 KW nodig is. Dit zou nog steeds minder dan een half procent van het stroomverbruik van Frontier zijn.

Als die kwantumcomputer slechts 5 procent van de taken zou kunnen uitvoeren die Frontier doet, zou dit kunnen leiden tot een jaarlijkse besparing van meer dan $ 1 miljoen en een vermindering van het energieverbruik met bijna 10 gigawattuur per jaar.

Bob Sorensen, Senior VP of Research bij Hyperion Research, merkte dit op tijdens een recente gebeurtenis. “Hoeveel HPC-centra zijn geïnteresseerd in mogelijke energiebesparingen? Het antwoord is eenvoudig. Allemaal", zei hij. "Zolang kwantumcomputing binnen dat kilowattbereik kan blijven en drie of vier ordes van grootte onder [klassieke HPC's] kan blijven, worden de mogelijkheden van power-to-solution hier in mijn ogen totaal niet gewaardeerd over het potentieel van deze technologie."

We horen vaak van 'kwantumvoordeel', wanneer kwantumcomputers beter presteren dan hun klassieke tegenhangers en voorheen hardnekkige problemen oplossen. Hoewel dit een belangrijk en nobel doel is, zou een beter haalbaar doel op korte termijn prestatiepariteit kunnen zijn tegen een fractie van het energieverbruik. Dit is vergelijkbaar met de overgang van auto's op benzine naar elektrische voertuigen (EV's), waarbij het doel niet noodzakelijkerwijs is om beter te presteren dan traditionele auto's, maar om een ​​vergelijkbare rijervaring te bieden en tegelijkertijd de impact op het milieu aanzienlijk te verminderen.

Overheden en regelgevende instanties zouden een belangrijke rol kunnen spelen bij het aanmoedigen van bedrijven om kwantumcomputers te gebruiken als onderdeel van hun duurzaamheidsprogramma's. Ze kunnen bijvoorbeeld beleid opstellen dat het gebruik van energie-efficiënte technologieën stimuleert, zoals het aanbieden van belastingvoordelen of subsidies aan bedrijven die investeren in kwantumcomputing. Overheden kunnen ook onderzoek en ontwikkeling op het gebied van kwantumcomputing financieren, waardoor de technologie wordt bevorderd en toegankelijker wordt voor bedrijven, waardoor het energieverbruik wordt teruggedrongen.

Kwantumcomputers zouden niet alleen een nieuw tijdperk van computerproblemen kunnen inluiden, maar ook een duurzamere, energie-efficiëntere benadering van high-performance computing, waarbij hun immense rekenkracht op een milieuvriendelijke manier wordt benut. Quantum belooft een toekomst waarin meer rekencapaciteit niet ten koste gaat van de hulpbronnen van onze planeet. Dit is de ware kracht van kwantumcomputing - een kracht die verder gaat dan qubits en algoritmen en ook duurzaamheid en energie-efficiëntie omvat.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. Automotive / EV's, carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• BlockOffsets. Eigendom voor milieucompensatie moderniseren. Toegang hier.
• Bron: https://insidehpc.com/2023/06/the-energy-advantage-of-quantum-computers/