Промышленные квантовые компьютеры могут превысить энергопотребление суперкомпьютеров
Предварительный анализ показывает, что конструкции квантовых компьютеров с промышленной полезностью имеют очень широкий диапазон потребностей в энергии. Некоторые архитектуры могут требовать больше электрической мощности, чем самые мощные суперкомпьютеры сегодня, что представляет огромный вызов для масштабирования этой технологии. ⚡
Цена энергии для достижения практической полезности
Для решения сложных реальных задач квантовый компьютер требует большое количество физических кубитов и надежную систему коррекции ошибок. Системы криогенного охлаждения и прецизионная электроника управления, необходимые для этого, потребляют много энергии. Архитектуры, такие как ловушки ионов, могут быть эффективнее сверхпроводниковых, но различия очень велики.
Факторы, влияющие на потребление:- Поддержание кубитов при температурах, близких к абсолютному нулю, требует сложных криогенных систем с высоким энергопотреблением.
- Электроника для точного управления и считывания квантовых состояний — еще один важный источник потребления.
- Инфраструктура квантовой коррекции ошибок добавляет дополнительные уровни сложности и потребности в энергии.
Парадокс необходимости собственной электростанции для симуляции субатомных частиц имеет смысл. Возможно, первая проблема, которую должен решить полезный квантовый компьютер, — это как оплатить счет за электричество.
Сложный сценарий для сравнения энергопотребления
Сравнение общего потребления сложно, поскольку классический суперкомпьютер выполняет вычисления непрерывно, в то время как квантовая машина может завершить конкретную задачу гораздо быстрее. Однако, если ее почасовое потребление чрезвычайно высоко, ее общий углеродный след может быть больше, чем у традиционного центра обработки данных.
Ключевые соображения для оценки:- Недостаточно измерять только сырую вычислительную мощность (FLOPS или квантовые операции), необходимо учитывать общую энергетическую эффективность системы.
- Баланс между временем решения проблемы и энергией, потребляемой в час, является ключевой метрикой.
- Будущее масштабируемости квантовых вычислений напрямую связано с решением этой энергетической проблемы.
Путь к устойчивым квантовым вычислениям
Эта картина заставляет исследователей и инженеров оценивать не только то, как строить более мощные квантовые компьютеры, но и как сделать их более эффективными. Поиск сверхпроводящих материалов при более высоких температурах