Energijska prednost kvantnih računalnikov – Analiza novic o visokozmogljivem računalniškem | znotraj HPC

Avtor Yuval Boger, direktor trženja, QuEra Computing Inc.

Medtem ko bodo kvantni računalniki končno sposobni rešiti probleme, ki jih ne more noben klasičen superračunalnik, kaj se zgodi, ko se kvantni sistemi le ujemajo z zmogljivostjo klasičnih za določene probleme? Kakšna je potem kvantna vrednost?

En prepričljiv odgovor: energetska učinkovitost.

Na podlagi podatkov iz Top500 seznamu najmočnejših superračunalnikov na svetu, spodaj je poraba energije v kilovatih št. 1 rangirani sistem za vsakega od zadnjih 20 let:

Tabela in graf razkrivata trend naraščanja porabe energije, pri čemer se nekateri sistemi približujejo skoraj 30 megavatom. Poleg same moči, ki jo porabijo ti računalniški velikani, proizvajajo tudi znatno toploto, kar zahteva dodatno energijo za hlajenje, kar povečuje skupni energetski odtis.

Po podatkih ameriške uprave za energetske informacije je povprečni strošek električne energije februarja 2023 za komercialne odjemalce znašal 12.77 centa na kilovatno uro. Za izračun letnih stroškov električne energije moramo najprej pretvoriti porabo energije superračunalnika Frontier iz kilovatov (KW) v kilovatne ure (kWh) in nato pomnožiti s ceno na kWh:

• Pretvorba porabe energije v kWh na leto: 21,100 KW * 24 ur/dan * 365 dni/leto = 184,716,000 kWh/leto

• Izračun stroškov: 184,716,000 kWh/leto * 0.1277 $/kWh = približno $ 23,589,392.20 na leto

Nasprotno pa poznamo javno dostopen kvantni računalnik z več kot 250 kubiti, ki porabi manj kot 10 KW, kar je manj kot 0.05 odstotka Frontierjeve porabe. Poraba energije kvantnega sistema ni odvisna neposredno od števila kubitov, a tudi ko hipotetično projiciramo na kvantni računalnik z 10,000 kubiti, ocenjujemo, da bo potreboval le 100 KW. To bi bilo še vedno manj kot pol odstotka porabe energije Frontierja.

Če bi ta kvantni računalnik lahko opravljal le 5 odstotkov nalog, ki jih opravlja Frontier, bi to lahko povzročilo letne prihranke v višini več kot milijon dolarjev in zmanjšanje porabe energije za skoraj 1 gigavatnih ur na leto.

Bob Sorensen, višji podpredsednik raziskav pri Hyperion Research, je o tem pripomnil na nedavni dogodek. »Koliko centrov HPC zanimajo potencialni prihranki energije? Odgovor je preprost. Vsi,« je dejal. "Dokler lahko kvantno računalništvo ostane v tem kilovatnem obsegu in ostane tri ali štiri velikosti pod [klasičnimi HPC-ji], so priložnosti za pretvorbo moči v rešitev po mojem mnenju glede potenciala te tehnologije popolnoma necenjene."

Pogosto slišimo za »kvantno prednost«, ko kvantni računalniki prekašajo svoje klasične primerke in rešujejo prej nerešljive probleme. Čeprav je to pomemben in plemenit cilj, bi lahko bil bolj dosegljiv kratkoročni cilj enaka zmogljivost pri delčku porabe energije. To je podobno prehodu z avtomobilov na bencinski pogon na električna vozila (EV), kjer cilj ni nujno preseči tradicionalne avtomobile, ampak zagotoviti primerljivo vozno izkušnjo ob občutnem zmanjšanju vpliva na okolje.

Vlade in regulativni organi bi lahko imeli pomembno vlogo pri spodbujanju podjetij, da sprejmejo kvantne računalnike kot del svojih trajnostnih programov. Lahko na primer ustvarijo politike, ki spodbujajo uporabo energetsko učinkovitih tehnologij, kot je ponujanje davčnih olajšav ali nepovratnih sredstev podjetjem, ki vlagajo v kvantno računalništvo. Vlade lahko tudi financirajo raziskave in razvoj na področju kvantnega računalništva, s čimer pomagajo napredovati tehnologijo in jo naredijo bolj dostopno podjetjem ter zmanjšajo porabo energije.

Kvantni računalniki bi lahko uvedli ne le novo dobo reševanja računalniških problemov, temveč tudi bolj trajnosten, energetsko učinkovit pristop k visoko zmogljivemu računalništvu, ki izkorišča njihovo neizmerno računalniško moč na okolju prijazen način. Quantum obljublja prihodnost, kjer povečana računalniška zmogljivost ne bo prišla na račun virov našega planeta. To je prava moč kvantnega računalništva – moč, ki presega kubite in algoritme ter vključuje trajnost in energetsko učinkovitost.

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• PlatoESG. Avtomobili/EV, Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
• BlockOffsets. Posodobitev okoljskega offset lastništva. Dostopite tukaj.
• vir: https://insidehpc.com/2023/06/the-energy-advantage-of-quantum-computers/