Перегони за створенням потужних, стійких до помилок квантових комп’ютерів (QCC) стикаються з критичною проблемою, яку часто не помічають: енергоспоживанням. Хоча ці машини обіцяють вирішувати проблеми, які виходять за рамки можливостей навіть найдосконаліших суперкомп’ютерів, деякі конструкції можуть вимагати більше електроенергії, ніж найшвидші доступні сьогодні системи.
Енергетичний компроміс: потужність проти практичності
Сучасні квантові комп’ютери маленькі, крихкі та схильні до помилок. Щоб стати по-справжньому корисними — здатними робити прориви в таких сферах, як відкриття ліків — вони повинні значно масштабуватися та досягти відмовостійкості. Однак це супроводжується значними потенційними витратами. Попередні оцінки показують, що певні конструкції FCC можуть вимагати до 200 мегават електроенергії, що перевищує споживання цілими містами. Для порівняння, найшвидший у світі суперкомп’ютер El Capitan споживає близько 20 мегават – а це вже значне навантаження.
Ця розбіжність не є просто питанням масштабу. Різні методи створення кубітів (квантового еквівалента бітів) по-різному впливають на споживання енергії. Деякі конструкції покладаються на екстремальне охолодження (наприклад, надпровідні кубіти, які вимагають масивного холодильного обладнання), тоді як інші покладаються на високоточні лазери та мікрохвилі (захоплені іони або ультрахолодні атоми). Усе це сприяє збільшенню вашого загального енергетичного сліду.
Оцінки галузі: широкий діапазон споживання
За оцінками Квантової енергетичної ініціативи (QEI), майбутні потреби FCC в енергії можуть коливатися від 100 кіловат до 200 мегават. Такі компанії, як IBM, прогнозують, що їхні великі FCC працюватимуть приблизно на рівні 2-3 мегават, тоді як QuEra оцінює 100 кіловат для своєї системи. Однак інші великі гравці, включаючи Google Quantum AI і Xanadu, відмовилися коментувати свої прогнози споживання енергії.
Окрім основної технології кубітів, додаткові витрати на виправлення помилок додають складності. FCC потребують постійного моніторингу та виправлення помилок, що збільшує електронне навантаження. Крім того, кількість часу, який має працювати квантовий комп’ютер для виконання завдання, також впливає на енергоспоживання — менша кількість кубітів може вимагати довшої роботи, зводячи нанівець потенційну економію.
Шлях вперед: стандарти та орієнтири
Щоб подолати цю проблему, індустрія квантових обчислень потребує стандартизованих тестів для вимірювання споживання енергії та звітності. QEI очолює зусилля в цьому напрямку, і відповідні проекти реалізуються як у США, так і в ЄС. Зменшення вашого енергетичного сліду – це не просто технічна перешкода; це критичний фактор у визначенні того, які дизайни будуть домінувати на ринку.
«Є багато технічних варіантів, які можуть спрацювати на користь зменшення енергетичного сліду», — говорить Олів’є Езратті з QEI.
Розробка енергоефективних квантових комп’ютерів все ще перебуває на початковій стадії. Оскільки галузь розвивається, розуміння та мінімізація споживання енергії буде мати першорядне значення для розкриття повного потенціалу цієї революційної технології.
