Poate informatica cuantică să îmblânzească apetitul inteligenței artificiale pentru energie?

Departamentul Energiei din SUA (DoE) oferă o finanțare de până la 215 milioane de dolari pentru a ajuta companiile autohtone să dezvolte primul computer cuantic fiabil din lume. Cursa pentru dezvoltarea calculului cuantic ca tehnologie de generație următoare s-a intensificat, tehnologia apărând ca o potențială soluție la cutia Pandorei, reprezentată de cererea enormă de energie, declanșată de boom-ul inteligenței artificiale.

Competiția Quantum Genesis Q a Departamentului Energiei acceptă în prezent propuneri de idei care vizează „implementarea de computere cuantice cu cel puțin 100 de qubiți logici, capabile să execute sute de milioane de operații tolerante la erori, precum și programe demonstrative științifice”.

Subsecretarul pentru Energie și Știință, Darío Gil, a declarat că această competiție încurajează participarea sectorului comercial prin intermediul programului Quantum Genesis Q pentru a „crea un mediu de colaborare și competiție în același timp... și pentru a scoate la iveală ce e mai bun din spiritul competitiv”, ca parte a unui obiectiv mai amplu de a se asigura că Statele Unite se impun ca lider în cursa globală a calculului cuantic.

În plus, Departamentul Energiei a lansat un program complementar numit Quantum High-Performance Computing Validation and Verification Testbed Lab Call, care solicită propuneri din rețeaua națională de laboratoare din SUA pentru „dezvoltarea și implementarea întregii game de instrumente și expertiză necesare pentru validarea performanței computerelor cuantice tolerante la erori”.

Calculul cuantic versus consumul de energie al inteligenței artificiale

Impulsul de a accelera dezvoltarea tehnologiilor avansate de calcul cuantic vine într-un moment în care o astfel de descoperire este din ce în ce mai necesară pentru a ține în frâu monstrul energetic creat de inteligența artificială.

Un nou raport al BCG sugerează că informatica cuantică, odată ce va fi suficient dezvoltată, ar putea într-o zi să contribuie la abordarea a între 20% și 40% din emisiile din sectoare greu de redus, cum ar fi producția de oțel și ciment, conform unei previzualizări exclusive a raportului publicată de Semafor.

Raportul adaugă că tehnologia ar putea fi aplicată și la captarea carbonului, hidrogenul verde și amoniacul, precum și la baterii.

Deși computerele cuantice necesită și cantități semnificative de energie pentru a funcționa, consumul lor pare mic în comparație cu cantitatea vastă de energie consumată de centrele de date care stimulează boom-ul inteligenței artificiale.

Potrivit Semafor, noul studiu BCG estimează că „amprenta de carbon a sectorului va fi relativ mică în comparație cu industria inteligenței artificiale, deoarece este probabil ca informatica cuantică să fie utilizată pentru a rezolva probleme specifice, mai degrabă decât ca o tehnologie de uz general”.

Mai mult, calculul cuantic ar putea face inteligența artificială mai eficientă din punct de vedere energetic prin schimbarea modului în care funcționează modelele lingvistice mari.

„Pentru sarcinile la care calculul cuantic este bun, cum ar fi procesarea inteligenței artificiale, nu există nicio modalitate ca un GPU să poată concura cu noi. Aceste sarcini de lucru vor trece în cele din urmă la calculul cuantic, iar tehnologia de astăzi nu poate concura literalmente”, a declarat pentru Forbes în 2024 Peter Chapman, președinte și CEO al companiei de calcul cuantic IonQ.

„Pentru a simula ceea ce face informatica cuantică sau ceea ce face cipul nostru de generație următoare, am avea nevoie de aproximativ 2,5 miliarde de GPU-uri, în timp ce funcționează pe două prize electrice standard”, a adăugat Chapman.

Potențialul cuantic pentru avansarea tehnologiilor de energie curată

Calculatoarea cuantică este, de asemenea, promițătoare pentru îmbunătățirea tehnologiilor de energie curată.

Bateriile cuantice ar putea într-o zi, într-un mod care inițial poate părea contraintuitiv, să elibereze mai multă energie decât cantitatea pe care o stochează dacă ar împărtăși o stare cuantică cu dispozitivul pe care îl alimentează.

Mecanica cuantică ar putea permite, de asemenea, o nouă formă de dispozitiv de colectare a energiei capabil să capteze căldura reziduală emisă de electronică și utilaje industriale.

Anul trecut, cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT) au anunțat că au descoperit o modalitate de a observa așa-numita „stare de margine” a electronilor, o stare în care pierderea de energie este eliminată, cu un potențial semnificativ de a transforma sectorul tehnologic.

Conform unui raport al Interesting Engineering, „această mișcare fără frecare a electronilor ar putea permite transferul de date și energie între dispozitive fără pierderi de transmisie, ceea ce ar duce la dezvoltarea unor circuite electronice ultra-eficiente și a unor computere cuantice”.