EE Times· Matt Rijlaarsdam·· 1 天前AI 评分22
量子计算的能耗账单将至,行业尚未将其计入成本
Quantum Computing’s Energy Bill Is Coming, and We Haven’t Priced It In
AI 导读
联合国研究人员预计到2030年数据中心用电用水量将达2025年的两倍,主要因AI驱动,能耗已成为扩展算力的关键约束。文章主张量子计算应以每瓦算力和每美元算力取代单纯的量子比特数与保真度作为核心指标,并指出大规模量子计算机将消耗数十兆瓦电力。研究显示基于大QPU的架构比网络化量子计算机的算力可高出指数级,网络链路更慢且损耗更大。
深度导读
联合国研究人员预测,到2030年数据中心的用电和用水量将达到2025年的两倍,很大程度上由AI推动。能源已成为扩展算力的关键约束,量子计算同样如此,但行业进展仍多以原始量子比特数和保真度衡量,这些指标无法说明系统实际带来多少有用算力。
文章提出以每瓦算力(compute-per-watt)作为核心指标:分母是持续供电的冷却与控制电子设备功耗,大规模量子计算机将消耗数十兆瓦;分子则是系统产生的有用算力,由QPU架构决定。这一思路类比经典计算从主频转向每瓦性能,Green500自2007年起便以每瓦计算量对超算排名。同样的逻辑也适用于每美元算力,衡量产出与建造运行成本之比。
在架构层面,量子计算有scale up与scale out两条路径:前者扩展单个QPU,后者将现有QPU联网。两者都能提升量子比特数,但提升比特数不等于提升算力。一项近期研究显示,基于大QPU的量子计算机算力可比网络化方案高出指数级,原因是网络链路比单个QPU内部连接更慢、损耗更大。这种网络惩罚常被忽视,却可能造成同一工作负载在10万量子比特上运行1小时、在1000亿量子比特上运行10年的差别。文章认为应先scale up再scale out。
这些架构与制造工艺决策正在当下做出,将决定未来十年的走向。量子计算所处阶段早于AI,行业仍有选择:要么现在就把经济性与功耗纳入进展衡量,要么承担忽视这些因素的后果。
来源:EE Times · eetimes.com