Przewaga energetyczna komputerów kwantowych — analiza wiadomości o komputerach o wysokiej wydajności | wewnątrzHPC

Yuval Boger, dyrektor ds. marketingu, QuEra Computing Inc.

Podczas gdy komputery kwantowe ostatecznie będą w stanie rozwiązać problemy, z którymi nie poradzi sobie żaden klasyczny superkomputer, co się dzieje, gdy systemy kwantowe jedynie dorównują wydajności klasycznej w przypadku niektórych problemów? Jaka jest zatem wartość kwantowa?

Jedna przekonująca odpowiedź: efektywność energetyczna.

Na podstawie danych z Top500 lista najpotężniejszych superkomputerów na świecie, poniżej zużycie energii, w kilowatach, nr. 1 system rankingowy dla każdego z ostatnich 20 lat:

Tabela i wykres pokazują rosnący trend w zużyciu energii, przy czym niektóre systemy zbliżają się do prawie 30 megawatów. Poza samą mocą zużywaną przez te obliczeniowe giganty, wytwarzają one również znaczne ilości ciepła, co wymaga dodatkowej energii do chłodzenia, co zwiększa ogólny ślad energetyczny.

Według US Energy Information Administration średni koszt energii elektrycznej w lutym 2023 roku dla klientów komercyjnych wynosił 12.77 centa za kilowatogodzinę. Aby obliczyć roczny koszt energii elektrycznej, musimy najpierw przeliczyć zużycie energii przez superkomputer Frontier z kilowatów (KW) na kilowatogodziny (kWh), a następnie pomnożyć przez koszt za kWh:

• Przeliczanie zużycia energii na kWh na rok: 21,100 24 KW * 365 godziny na dobę * 184,716,000 dni na rok = XNUMX XNUMX XNUMX kWh na rok

• Obliczanie kosztów: 184,716,000 0.1277 XNUMX kWh/rok * XNUMX USD/kWh = około $ 23,589,392.20 rocznie

Dla kontrastu, znamy publicznie dostępny komputer kwantowy z ponad 250 kubitami, który zużywa mniej niż 10 KW, co stanowi mniej niż 0.05 procent zużycia Frontiera. Zużycie energii w systemie kwantowym nie skaluje się bezpośrednio z liczbą kubitów, ale nawet gdy hipotetycznie projektujemy komputer kwantowy z 10,000 100 kubitów, szacujemy, że wymagałoby to tylko XNUMX KW. Byłoby to nadal mniej niż pół procent zużycia energii przez Frontiera.

Gdyby ten komputer kwantowy mógł wykonać zaledwie 5 procent zadań, które wykonuje Frontier, mogłoby to przynieść roczne oszczędności w wysokości ponad 1 miliona dolarów i zmniejszenie zużycia energii o prawie 10 gigawatogodzin rocznie.

Bob Sorensen, starszy wiceprezes ds. badań w firmie Hyperion Research, zwrócił na to uwagę o godz ostatnie wydarzenie. „Ile centrów HPC jest zainteresowanych potencjalnymi oszczędnościami energii? Odpowiedź jest prosta. Wszyscy” – powiedział. „Dopóki obliczenia kwantowe mogą pozostać w tym zakresie kilowatów i pozostawać o trzy lub cztery rzędy wielkości poniżej [klasycznych HPC], moim zdaniem możliwości związane z mocą rozwiązania są całkowicie niedoceniane, jeśli chodzi o potencjał tej technologii”.

Często słyszymy o „przewadze kwantowej”, kiedy komputery kwantowe przewyższają swoje klasyczne odpowiedniki i rozwiązują wcześniej trudne do rozwiązania problemy. Chociaż jest to ważny i szlachetny cel, bardziej osiągalnym celem krótkoterminowym może być równowaga wydajności przy ułamku zużycia energii. Jest to podobne do przejścia z samochodów napędzanych benzyną na pojazdy elektryczne (EV), gdzie celem niekoniecznie jest prześcignięcie tradycyjnych samochodów, ale zapewnienie porównywalnych wrażeń z jazdy przy jednoczesnym znacznym zmniejszeniu wpływu na środowisko.

Rządy i organy regulacyjne mogą odegrać ważną rolę w zachęcaniu firm do przyjęcia komputerów kwantowych w ramach ich programów zrównoważonego rozwoju. Mogą na przykład tworzyć polityki zachęcające do korzystania z energooszczędnych technologii, takie jak oferowanie ulg podatkowych lub dotacji firmom inwestującym w obliczenia kwantowe. Rządy mogą również finansować badania i rozwój w dziedzinie komputerów kwantowych, pomagając w rozwijaniu technologii i zwiększaniu jej dostępności dla przedsiębiorstw, zmniejszając zużycie energii.

Komputery kwantowe mogą zapoczątkować nie tylko nową erę rozwiązywania problemów obliczeniowych, ale także bardziej zrównoważone, energooszczędne podejście do obliczeń o wysokiej wydajności, wykorzystując ich ogromną moc obliczeniową w sposób przyjazny dla środowiska. Quantum obiecuje przyszłość, w której zwiększenie mocy obliczeniowej nie nastąpi kosztem zasobów naszej planety. To jest prawdziwa moc obliczeń kwantowych – moc, która wykracza poza kubity i algorytmy, obejmując zrównoważony rozwój i efektywność energetyczną.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Motoryzacja / pojazdy elektryczne, Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Przesunięcia bloków. Modernizacja własności offsetu środowiskowego. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://insidehpc.com/2023/06/the-energy-advantage-of-quantum-computers/