Energifordelen med kvantedatamaskiner – Nyhetsanalyse med høy ytelse | inne i HPC

Av Yuval Boger, markedssjef, QuEra Computing Inc.

Mens kvantedatamaskiner til slutt vil være i stand til å løse problemer som ingen klassisk superdatamaskin kan, hva skjer når kvantesystemer bare matcher klassisk ytelse for visse problemer? Hva er kvanteverdien da?

Ett overbevisende svar: energieffektivitet.

Basert på data fra Top500 liste over verdens kraftigste superdatamaskiner, nedenfor er energiforbruket, i kilowatt, til nr. 1 rangert system for hvert av de siste 20 årene:

Tabellen og grafen viser en stigende trend i energiforbruk, med noen systemer som nærmer seg nesten 30 megawatt. Utover den rene kraften som forbrukes av disse beregningsmessige storhetene, produserer de også betydelig varme, noe som krever ekstra energi for kjøling, og øker de totale energifotavtrykkene.

I følge US Energy Information Administration var gjennomsnittlig strømkostnad i februar 2023 for kommersielle kunder 12.77 cent per kilowattime. For å beregne den årlige strømkostnaden, må vi først konvertere strømforbruket til Frontier-superdatamaskinen fra kilowatt (KW) til kilowatt-timer (kWh), og deretter multiplisere med kostnaden per kWh:

• Konvertering av strømforbruk til kWh per år: 21,100 24 KW * 365 timer/dag * 184,716,000 dager/år = XNUMX XNUMX XNUMX kWh/år

• Beregner kostnaden: 184,716,000 0.1277 XNUMX kWh/år * $ XNUMX/kWh = ca. $ 23,589,392.20 per år

Derimot vet vi om en offentlig tilgjengelig kvantedatamaskin med mer enn 250 qubits som forbruker mindre enn 10 KW, som er mindre enn 0.05 prosent av Frontiers forbruk. Energibruken til kvantesystemet skalerer ikke direkte med antall qubits, men selv når vi hypotetisk projiserer til en kvantedatamaskin med 10,000 100 qubits, anslår vi at det bare vil kreve XNUMX KW. Dette vil fortsatt være mindre enn en halv prosent av strømforbruket til Frontier.

Hvis den kvantedatamaskinen kunne utføre bare 5 prosent av oppgavene som Frontier gjør, kan det resultere i årlige besparelser på over 1 million dollar og en reduksjon i energiforbruket på nesten 10 gigawatt-timer per år.

Bob Sorensen, Senior VP of Research ved Hyperion Research, kommenterte dette på en nylig begivenhet. «Hvor mange HPC-sentre er interessert i potensielle energibesparelser? Svaret er enkelt. Alle sammen», sa han. "Så lenge kvantedatabehandling kan holde seg i det kilowatt-området og holde seg tre eller fire størrelsesordener under [klassiske HPC-er], er kraft-til-løsning-mulighetene her helt ukjente i mitt sinn om potensialet for denne teknologien."

Vi hører ofte om "kvantefordeler", når kvantedatamaskiner utkonkurrerer sine klassiske kolleger og løser tidligere vanskelige problemer. Selv om dette er et viktig og edelt mål, kan et mer oppnåelig kortsiktig mål være ytelsesparitet til en brøkdel av energiforbruket. Dette er beslektet med overgangen fra bensindrevne biler til elektriske kjøretøyer (EV), der målet ikke nødvendigvis er å utkonkurrere tradisjonelle biler, men å gi en sammenlignbar kjøreopplevelse samtidig som man reduserer miljøpåvirkningen betydelig.

Myndigheter og reguleringsorganer kan ha en viktig rolle å spille for å oppmuntre bedrifter til å ta i bruk kvantedatamaskiner som en del av deres bærekraftsprogrammer. De kan for eksempel lage retningslinjer som stimulerer til bruk av energieffektive teknologier, for eksempel å tilby skattelettelser eller tilskudd til selskaper som investerer i kvantedatabehandling. Regjeringer kan også finansiere forskning og utvikling innen kvantedatabehandling, bidra til å fremme teknologien og gjøre den mer tilgjengelig for bedrifter, og redusere energiforbruket.

Kvantedatamaskiner kan ikke bare innlede en ny æra av beregningsmessig problemløsning, men også en mer bærekraftig, energieffektiv tilnærming til høyytelses databehandling, og utnytte deres enorme beregningskraft på en miljøvennlig måte. Quantum lover en fremtid der økt beregningskapasitet ikke går på bekostning av planetens ressurser. Dette er den sanne kraften til kvanteberegning – en kraft som går utover qubits og algoritmer for å inkludere bærekraft og energieffektivitet.

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk deg selv. Tilgang her.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• PlatoESG. Bil / elbiler, Karbon, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Avfallshåndtering. Tilgang her.
• BlockOffsets. Modernisering av eierskap for miljøkompensasjon. Tilgang her.
• kilde: https://insidehpc.com/2023/06/the-energy-advantage-of-quantum-computers/