Lợi thế Năng lượng của Máy tính Lượng tử – Phân tích Tin tức Điện toán Hiệu năng Cao | bên trongHPC

Bởi Yuval Boger, Giám đốc Tiếp thị, Công ty điện toán QuEra

Mặc dù máy tính lượng tử cuối cùng sẽ có thể giải quyết các vấn đề mà không siêu máy tính cổ điển nào có thể làm được, nhưng điều gì sẽ xảy ra khi các hệ thống lượng tử chỉ phù hợp với hiệu suất của cổ điển đối với một số vấn đề nhất định? Giá trị của lượng tử sau đó là gì?

Một câu trả lời thuyết phục: hiệu quả năng lượng.

Dựa trên dữ liệu từ Top500 danh sách các siêu máy tính mạnh nhất thế giới, dưới đây là mức tiêu thụ năng lượng, tính bằng kilowatt, của siêu máy tính số một. 1 hệ thống được xếp hạng cho mỗi 20 năm qua:

Bảng và biểu đồ cho thấy xu hướng tiêu thụ năng lượng ngày càng tăng, với một số hệ thống đạt gần 30 megawatt. Ngoài sức mạnh tuyệt đối mà những gã khổng lồ điện toán này tiêu thụ, chúng còn tạo ra nhiệt lượng đáng kể, cần thêm năng lượng để làm mát, nâng cao dấu chân năng lượng tổng thể.

Theo Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ, chi phí điện trung bình vào tháng 2023 năm 12.77 đối với khách hàng thương mại là XNUMX xu mỗi kilowatt giờ. Để tính chi phí điện năng hàng năm, trước tiên chúng ta cần chuyển đổi mức tiêu thụ điện năng của siêu máy tính Frontier từ kilowatt (KW) sang kilowatt giờ (kWh), sau đó nhân với chi phí trên mỗi kWh:

• Quy đổi điện năng tiêu thụ sang kWh/năm: 21,100 KW * 24 giờ/ngày * 365 ngày/năm = 184,716,000 kWh/năm

• Tính chi phí: 184,716,000 kWh/năm * 0.1277 USD/kWh = xấp xỉ $ 23,589,392.20 một năm

Ngược lại, chúng tôi biết về một máy tính lượng tử có thể truy cập công khai với hơn 250 qubit tiêu thụ ít hơn 10 KW, ít hơn 0.05% mức tiêu thụ của Frontier. Việc sử dụng năng lượng của hệ thống lượng tử không quy mô trực tiếp với số lượng qubit, nhưng ngay cả khi chúng tôi dự đoán theo giả thuyết một máy tính lượng tử có 10,000 qubit, chúng tôi ước tính nó sẽ chỉ cần 100 KW. Đây vẫn sẽ là ít hơn một nửa phần trăm điện năng tiêu thụ của Frontier.

Nếu máy tính lượng tử đó có thể thực hiện chỉ 5% nhiệm vụ mà Frontier thực hiện, thì nó có thể giúp tiết kiệm hơn 1 triệu đô la hàng năm và giảm mức tiêu thụ năng lượng gần 10 gigawatt giờ mỗi năm.

Bob Sorensen, Phó Giám đốc Nghiên cứu Cấp cao tại Hyperion Research, đã nhận xét về điều này tại một cuộc họp báo. Sự kiện gần đây. “Có bao nhiêu trung tâm HPC quan tâm đến tiềm năng tiết kiệm năng lượng? Câu trả lời rất đơn giản. Tất cả chúng”, ông nói. “Miễn là máy tính lượng tử có thể duy trì trong phạm vi kilowatt đó và thấp hơn ba hoặc bốn bậc độ lớn [các HPC cổ điển], thì theo tôi, các cơ hội chuyển đổi năng lượng thành giải pháp ở đây hoàn toàn không được đánh giá cao về tiềm năng của công nghệ này.”

Chúng ta thường nghe nói về “lợi thế lượng tử”, khi các máy tính lượng tử vượt trội so với các đối tác cổ điển của chúng và giải quyết các vấn đề nan giải trước đây. Mặc dù đây là một mục tiêu quan trọng và cao quý, nhưng một mục tiêu ngắn hạn dễ đạt được hơn có thể là hiệu suất tương đương với một phần nhỏ mức tiêu thụ năng lượng. Điều này giống như quá trình chuyển đổi từ ô tô chạy bằng xăng sang ô tô điện (EV), trong đó mục tiêu không nhất thiết phải vượt trội so với ô tô truyền thống mà là mang lại trải nghiệm lái xe tương đương đồng thời giảm đáng kể tác động đến môi trường.

Chính phủ và các cơ quan quản lý có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc khuyến khích các doanh nghiệp áp dụng máy tính lượng tử như một phần trong các chương trình phát triển bền vững của họ. Ví dụ, họ có thể tạo ra các chính sách khuyến khích sử dụng các công nghệ tiết kiệm năng lượng, chẳng hạn như giảm thuế hoặc trợ cấp cho các công ty đầu tư vào điện toán lượng tử. Các chính phủ cũng có thể tài trợ cho nghiên cứu và phát triển điện toán lượng tử, giúp thúc đẩy công nghệ này và giúp doanh nghiệp dễ tiếp cận hơn, đồng thời giảm mức tiêu thụ năng lượng.

Máy tính lượng tử không chỉ có thể mở ra một kỷ nguyên mới về giải quyết vấn đề điện toán mà còn là một cách tiếp cận bền vững hơn, tiết kiệm năng lượng hơn đối với điện toán hiệu suất cao, khai thác sức mạnh tính toán to lớn của chúng theo cách thân thiện với môi trường. Lượng tử hứa hẹn một tương lai trong đó khả năng tính toán tăng lên không phải trả giá bằng tài nguyên của hành tinh chúng ta. Đây là sức mạnh thực sự của điện toán lượng tử – một sức mạnh vượt xa các qubit và thuật toán để bao gồm tính bền vững và hiệu quả năng lượng.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Ô tô / Xe điện, Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• BlockOffsets. Hiện đại hóa quyền sở hữu bù đắp môi trường. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://insidehpc.com/2023/06/the-energy-advantage-of-quantum-computers/