Energifördelen med kvantdatorer – Nyhetsanalys av högpresterande datorer | inuti HPC

Av Yuval Boger, marknadschef, QuEra Computing Inc.

Medan kvantdatorer i slutändan kommer att kunna lösa problem som ingen klassisk superdator kan, vad händer när kvantsystem bara matchar klassisk prestanda för vissa problem? Vad är kvantvärdet då?

Ett övertygande svar: energieffektivitet.

Baserat på data från Top500 lista över världens mest kraftfulla superdatorer, nedan är energiförbrukningen, i kilowatt, för nr. 1 rankat system för vart och ett av de senaste 20 åren:

Tabellen och diagrammet visar en stigande trend i energiförbrukningen, med vissa system som närmar sig nästan 30 megawatt. Utöver den rena kraften som förbrukas av dessa beräkningsmassor, producerar de också betydande värme, vilket kräver ytterligare energi för kylning, vilket ökar de totala energiavtrycken.

Enligt US Energy Information Administration var den genomsnittliga elkostnaden i februari 2023 för kommersiella kunder 12.77 cent per kilowattimme. För att beräkna den årliga elkostnaden måste vi först omvandla strömförbrukningen för Frontier-superdatorn från kilowatt (KW) till kilowatt-timmar (kWh), och sedan multiplicera med kostnaden per kWh:

• Omvandling av strömförbrukning till kWh per år: 21,100 24 KW * 365 timmar/dag * 184,716,000 dagar/år = XNUMX XNUMX XNUMX kWh/år

• Beräknar kostnaden: 184,716,000 0.1277 XNUMX kWh/år * XNUMX USD/kWh = ungefär $ 23,589,392.20 per år

Däremot känner vi till en allmänt tillgänglig kvantdator med mer än 250 qubits som förbrukar mindre än 10 KW, vilket är mindre än 0.05 procent av Frontiers förbrukning. Kvantsystemets energianvändning skalar inte direkt med antalet qubits, men även när vi hypotetiskt projicerar till en kvantdator med 10,000 100 qubits, uppskattar vi att det bara skulle kräva XNUMX KW. Detta skulle fortfarande vara mindre än en halv procent av strömförbrukningen för Frontier.

Om den kvantdatorn bara kunde utföra 5 procent av de uppgifter som Frontier gör, kan det resultera i årliga besparingar på över 1 miljon dollar och en minskning av energiförbrukningen med nästan 10 gigawattimmar per år.

Bob Sorensen, Senior VP of Research vid Hyperion Research, kommenterade detta vid en senaste händelsen. "Hur många HPC-center är intresserade av potentiella energibesparingar? Svaret är enkelt. Alla", sa han. "Så länge som kvantberäkningar kan stanna inom det kilowattområdet och förbli tre eller fyra storleksordningar under [klassiska HPCs], är möjligheterna till power-to-solution här helt omöjliga för mig om potentialen för denna teknik."

Vi hör ofta om "kvantfördelar", när kvantdatorer överträffar sina klassiska motsvarigheter och löser tidigare svårlösta problem. Även om detta är ett viktigt och ädelt mål, kan ett mer uppnåeligt kortsiktigt mål vara prestandaparitet vid en bråkdel av energiförbrukningen. Detta liknar övergången från bensindrivna bilar till elfordon (EV), där målet inte nödvändigtvis är att överträffa traditionella bilar utan att ge en jämförbar körupplevelse samtidigt som miljöpåverkan avsevärt minskas.

Regeringar och tillsynsorgan kan ha en viktig roll att spela för att uppmuntra företag att anta kvantdatorer som en del av sina hållbarhetsprogram. De kan till exempel skapa policyer som uppmuntrar användningen av energieffektiv teknik, som att erbjuda skattelättnader eller bidrag till företag som investerar i kvantdatorer. Regeringar kan också finansiera forskning och utveckling inom kvantberäkningar, hjälpa till att avancera tekniken och göra den mer tillgänglig för företag, vilket driver ner energiförbrukningen.

Kvantdatorer skulle kunna inleda inte bara en ny era av beräkningsproblemlösning utan också ett mer hållbart, energieffektivt tillvägagångssätt för högpresterande beräkningar, och utnyttja deras enorma beräkningskraft på ett miljövänligt sätt. Quantum lovar en framtid där ökad beräkningskapacitet inte sker på bekostnad av vår planets resurser. Detta är den sanna kraften hos kvantberäkning – en kraft som går utöver qubits och algoritmer för att inkludera hållbarhet och energieffektivitet.

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Platoesg. Fordon / elbilar, Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
• BlockOffsets. Modernisera miljökompensation ägande. Tillgång här.
• Källa: https://insidehpc.com/2023/06/the-energy-advantage-of-quantum-computers/