Závod ve výrobě výkonných kvantových počítačů odolných proti chybám (QCC) čelí kritické, často přehlížené výzvě: spotřebě energie. I když tyto stroje slibují vyřešit problémy, které přesahují možnosti i těch nejpokročilejších superpočítačů, některé návrhy mohou vyžadovat více elektřiny než nejrychlejší systémy, které jsou dnes k dispozici.
Energetický kompromis: výkon versus praktičnost
Moderní kvantové počítače jsou malé, křehké a náchylné k chybám. Aby se staly skutečně užitečnými – schopnými dělat průlomy v oblastech, jako je objevování léků – musí se výrazně rozšířit a dosáhnout odolnosti proti chybám. To však přináší značné potenciální náklady. Předběžné odhady naznačují, že některé konstrukce FCC by mohly vyžadovat až 200 megawattů energie, což je více než spotřeba celých měst. Pro srovnání, nejrychlejší superpočítač světa El Capitan má spotřebu asi 20 megawattů – a to už je značná zátěž.
Tento rozpor není jen otázkou rozsahu. Různé metody vytváření qubitů (kvantový ekvivalent bitů) mají různé účinky na spotřebu energie. Některé konstrukce spoléhají na extrémní chlazení (například supravodivé qubity, které vyžadují masivní chladicí zařízení), zatímco jiné spoléhají na vysoce přesné lasery a mikrovlny (zachycené ionty nebo ultrachladné atomy). To vše přispívá ke zvýšení vaší celkové energetické stopy.
Odhady odvětví: široký rozsah spotřeby
Iniciativa Quantum Energy Initiative (QEI) odhaduje, že budoucí energetické potřeby FCC by se mohly pohybovat od 100 kilowattů do 200 megawattů. Společnosti jako IBM předpovídají, že jejich velké FCC budou pracovat s výkonem kolem 2-3 megawattů, zatímco QuEra odhaduje pro svůj systém 100 kilowattů. Ostatní velcí hráči, včetně Google Quantum AI a Xanadu, však své prognózy spotřeby energie odmítli komentovat.
Kromě základní technologie qubit přidává režie opravy chyb na složitosti. FCC vyžadují neustálé sledování a korekci chyb, což zvyšuje elektronické zatížení. Spotřebu energie navíc ovlivňuje i doba, po kterou musí kvantový počítač běžet, aby dokončil úkol – méně qubitů může vyžadovat delší provoz, což neguje potenciální úspory.
Cesta vpřed: standardy a měřítka
K překonání této výzvy potřebuje kvantový počítačový průmysl standardizované měřítka pro měření a vykazování spotřeby energie. QEI vede úsilí v tomto směru a související projekty se realizují jak v USA, tak v EU. Snížení vaší energetické stopy není jen technickou překážkou; to je kritický faktor při určování, které vzory budou dominovat na trhu.
„Existuje mnoho technických možností, které by mohly fungovat ve prospěch snížení energetické stopy,“ říká Olivier Ezratty z QEI.
Vývoj energeticky účinných kvantových počítačů je stále v rané fázi. Jak se průmysl vyvíjí, pochopení a minimalizace spotřeby energie bude prvořadá pro využití plného potenciálu této revoluční technologie.
