En ny analys visar att vissa designer för felkorrigerande kvantdatorer kan förbruka långt mer energi än världens kraftfullaste superdatorer. Föredragna vid en nylig konferens belyser uppskattningarna ett brett spektrum av potentiella effektbehov, från blygsamma till enorma. Denna variation beror på olika teknologier som används för att bygga och driva dessa maskiner.
Kvantdatorer lovar att lösa komplexa problem utanför räckhåll för klassiska superdatorer, såsom att påskynda läkemedelsutveckling. Men för att uppnå praktisk nytta krävs skalning till felkorrigerande kvantdatorer (FTQC) med tusentals felkorrigerade kvbits, en utmaning som omfattar olika ingenjörsmässiga tillvägagångssätt. Vid Q2B Silicon Valley-konferensen i Santa Clara, Kalifornien, den 9 december presenterade Olivier Ezratty från Quantum Energy Initiative preliminära uppskattningar av energiförbrukning för dessa framtida maskiner. Baserat på offentlig data, företagsinsikter och modeller skisserade han ett spektrum från 100 kilowatt till 200 megawatt. För sammanhang drar den ledande superdatorn El Capitan vid Lawrence Livermore National Laboratory i Kalifornien cirka 20 megawatt – ungefär tre gånger effekten som används av den närliggande staden Livermore med 88 000 invånare. Ezrattys analys visade att två FTQC-designer, skalade till 4 000 logiska kvbits, kunde överstiga detta, där en potentiellt kräver 200 megawatt. Däremot kan tre pågående designer använda mindre än 1 megawatt, liknande forsknings-superdatorer. Dessa skillnader uppstår från kvbitsteknologier. Supraledande kvbits, som IBM:s, kräver massiv kylning. Ljusbaserade system behöver kylning för fotonkällor och detektorer, medan jonfällor eller ultrakalla atomer förlitar sig på energikrävande lasrar och mikrovågor. Oliver Dial på IBM förutser att deras storskaliga FTQC kommer att behöva under 2 eller 3 megawatt, en liten bråkdel jämfört med hyperskala AI-datacenter och möjligen mindre om den kombineras med befintliga superdatorer. QuEra, som fokuserar på ultrakalla atomer, projicerar cirka 100 kilowatt för deras. Företag som Xanadu, Google Quantum AI och PsiQuantum kommenterade inte. Utöver hårdvaran lägger felkorrigerings elektronik och körtid för beräkningar till energibördan. Ezratty efterlyser branschstandarder för att mäta och rapportera fotavtryck, och noterar insatser i USA och EU. Hans tidiga arbete understryker optimeringsmöjligheter: «Det finns många, många tekniska alternativ som kan verka till förmån för att minska det energimässiga fotavtrycket.» Sådana insikter kan forma kvantindustrins väg och gynna effektiva designer.