Uma nova análise indica que certos designs para computadores quânticos tolerantes a falhas poderiam consumir muito mais energia do que os supercomputadores mais poderosos do mundo. Apresentados em uma conferência recente, as estimativas destacam uma ampla gama de necessidades potenciais de potência, desde modestas até enormes. Essa variação decorre de diferentes tecnologias usadas para construir e operar essas máquinas.
A computação quântica promete enfrentar problemas complexos além do alcance dos supercomputadores clássicos, como acelerar a descoberta de medicamentos. No entanto, alcançar utilidade prática requer escalar para computadores quânticos tolerantes a falhas (FTQCs) com milhares de qubits corrigidos por erros, um desafio que envolve abordagens de engenharia diversas. Na conferência Q2B Silicon Valley, em Santa Clara, Califórnia, em 9 de dezembro, Olivier Ezratty, da Quantum Energy Initiative, apresentou estimativas preliminares de consumo de energia para essas máquinas futuras. Baseado em dados públicos, insights de empresas e modelos, ele delineou um espectro de 100 quilowatts a 200 megawatts. Para contexto, o supercomputador líder, El Capitan, no Lawrence Livermore National Laboratory, na Califórnia, consome cerca de 20 megawatts—aproximadamente três vezes a energia usada pela cidade vizinha de Livermore, lar de 88.000 residentes. A análise de Ezratty mostrou que dois designs FTQC, escalados para 4.000 qubits lógicos, poderiam exceder isso, com um potencialmente exigindo 200 megawatts. Em contraste, três designs em andamento podem usar menos de 1 megawatt, semelhante a supercomputadores de pesquisa. Essas diferenças surgem das tecnologias de qubits. Qubits supercondutores, como os da IBM, demandam refrigeração massiva. Sistemas baseados em luz precisam de resfriamento para fontes de fótons e detectores, enquanto configurações de íons aprisionados ou átomos ultrafrios dependem de lasers e micro-ondas intensivos em energia. Oliver Dial, da IBM, antecipa que seu FTQC em grande escala precisará de menos de 2 ou 3 megawatts, uma fração pequena em comparação com data centers de IA hiperscale e possivelmente menos se combinado com supercomputadores existentes. QuEra, focada em átomos ultrafrios, projeta cerca de 100 quilowatts para os seus. Empresas como Xanadu, Google Quantum AI e PsiQuantum não comentaram. Além do hardware, eletrônicos de correção de erros e tempo de execução de computação adicionam à carga energética. Ezratty pede padrões da indústria para medir e relatar pegadas, notando esforços nos EUA e UE. Seu trabalho, ainda inicial, destaca oportunidades para otimização: “Há muitas, muitas opções técnicas que poderiam trabalhar a favor da redução da pegada energética.” Tais insights poderiam moldar o caminho da indústria quântica, favorecendo designs eficientes.