論文の概要: Energy use in quantum data centers: Scaling the impact of computer
architecture, qubit performance, size, and thermal parameters
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.16726v1
- Date: Tue, 30 Mar 2021 23:50:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-06 03:23:11.283474
- Title: Energy use in quantum data centers: Scaling the impact of computer
architecture, qubit performance, size, and thermal parameters
- Title（参考訳）: 量子データセンターにおけるエネルギー利用: コンピュータアーキテクチャ、量子ビット性能、サイズ、熱パラメータの影響のスケーリング
- Authors: Michael James Martin, Caroline Hughes, Gilberto Moreno, Eric B. Jones,
David Sickinger, Sreekant Narumanchi, and Ray Grout
- Abstract要約: 量子コンピュータのサイズが大きくなるにつれて、量子データセンターが使用する全エネルギーがより懸念されるようになる。
絶対零に近い温度で動作しなければならない量子コンピュータの冷却要件は、計算システムパラメータによって決定される。
本稿では,コンピュータアーキテクチャと熱パラメータが全体のエネルギー要求に与える影響を報告する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: As quantum computers increase in size, the total energy used by a quantum
data center, including the cooling, will become a greater concern. The cooling
requirements of quantum computers, which must operate at temperatures near
absolute zero, are determined by computing system parameters, including the
number and type of physical qubits, the operating temperature, the packaging
efficiency of the system, and the split between circuits operating at cryogenic
temperatures and those operating at room temperature. When combined with
thermal system parameters such as cooling efficiency and cryostat heat
transfer, the total energy use can be determined. Using a first-principles
energy model, this paper reports the impact of computer architecture and
thermal parameters on the overall energy requirements. The results also show
that power use and quantum volume can be analytically correlated. Approaches
are identified for minimizing energy use in integrated quantum systems relative
to computational power. The results show that the energy required for cooling
is significantly larger than that required for computation, a reversal from
energy usage patterns seen in conventional computing. Designing a sustainable
quantum computer will require both efficient cooling and system design that
minimizes cooling requirements.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータのサイズが大きくなるにつれて、冷却を含む量子データセンターが使用する総エネルギーがより懸念されるようになる。
絶対零に近い温度で動作しなければならない量子コンピュータの冷却要件は、物理量子ビットの数と種類、動作温度、システムのパッケージング効率、低温で動作している回路と室温で動作している回路の分割を含む計算システムパラメータによって決定される。
冷却効率やクライオスタット熱伝達などの熱システムパラメータと組み合わせることで、総エネルギー使用量を決定することができる。
本稿では,第一原理エネルギーモデルを用いて,全エネルギー要求に対するコンピュータアーキテクチャと熱パラメータの影響を報告する。
また, 電力使用量と量子体積は解析的に相関できることを示した。
計算力に対する統合量子システムにおけるエネルギー使用を最小化するためのアプローチが特定される。
その結果、冷却に必要なエネルギーは計算に必要なエネルギーよりも大きく、従来の計算で見られるエネルギー使用パターンとは逆であることがわかった。
持続可能な量子コンピュータを設計するには、冷却要求を最小限に抑える効率的な冷却とシステム設計が必要である。
関連論文リスト
- Revealing the fuel of a quantum continuous measurement-based refrigerator [0.0]
量子計測が熱や仕事の形でエネルギーを供給するかどうかを決定するためには,装置の顕微鏡モデルが必要であることを示す。
本研究では, 測定ベース冷凍機を熱で燃料とする場合の最大熱力学効率と, 作業時の信号-雑音比で定量化した最大測定効率とのトレードオフを実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-02-14T18:24:13Z) - Quantum Thermodynamics of a Power-Law Potential [0.0]
量子熱機械のスターリングとオットーの数値モデリングの結果について述べる。
完全サイクルにおけるエネルギー交換の低減と性能の効率/係数の表現を導出する。
この発見は、量子熱エンジンの最適化におけるパワーライクなポテンシャルの役割を浮き彫りにした。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-24T21:11:38Z) - Quantum thermal machine regimes in the transverse-field Ising model [0.0]
我々は、横フィールドイジングモデルを用いて、量子熱機械機構を動作物質として同定し、解釈する。
無限小のワークストロークを考えることで、系の平衡特性から操作を理解することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-31T07:52:34Z) - Quantum Computers, Quantum Computing and Quantum Thermodynamics [0.0]
量子熱力学は、標準的な熱力学を熱力学限界よりかなり低い大きさの系に拡張することを目的としている。
物理学の基礎に対する我々の理解を変えることを約束する、急速に発展する研究分野。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-04-15T10:53:13Z) - Efficiency at maximum power of a Carnot quantum information engine [68.8204255655161]
本稿では,量子情報エンジンの有限時間Carnotサイクルを導入し,低損失状態下での出力を最適化する。
弱エネルギー測定を受ける量子ビット情報エンジンの最適性能について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-31T11:18:12Z) - Model-free optimization of power/efficiency tradeoffs in quantum thermal
machines using reinforcement learning [0.0]
量子熱機械 (quantum thermo machine) は、マイクロスケールやナノスケールでの熱と仕事の変換を可能にするオープン量子システムである。
本稿では,非平衡熱力学サイクルを特定するために,強化学習に基づく一般モデルフリーフレームワークを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-10T22:44:28Z) - Implementation of a two-stroke quantum heat engine with a collisional
model [50.591267188664666]
我々は,IBMQプロセッサのストロボスコープ2ストロークサーマルエンジンの量子シミュレーションを行った。
この系は2つの浴槽に繋がった量子スピン鎖で構成され、変分量子熱分解器アルゴリズムを用いて異なる温度で調製される。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-25T16:55:08Z) - Collective effects on the performance and stability of quantum heat
engines [62.997667081978825]
小型熱機関の動作における量子力学的拡張の最近の予測は、新たな関心を集めている。
1つの重要な問題は、集団効果が大規模に拡張するのに役立つかどうかである。
エンジンを構成するスピンの数とともに, パワー, 効率, 一貫性のスケールについて検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-25T18:00:07Z) - A scalable helium gas cooling system for trapped-ion applications [51.715517570634994]
複数のイオントラッピング実験を同時に行うためのモジュラー冷却システムを提案する。
冷却システムは、70Kで111Wのネット冷却電力を最大4実験に供給することが期待されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-14T16:37:54Z) - Experimental verification of fluctuation relations with a quantum
computer [68.8204255655161]
我々は、量子プロセッサを用いて、非平衡量子熱力学における多くの理論的結果を実験的に検証する。
我々の実験は、量子計算の非平衡エネルギー論を理解するための実験基盤を構成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-08T14:16:12Z) - Reservoir engineering with arbitrary temperatures for spin systems and
quantum thermal machine with maximum efficiency [50.591267188664666]
貯留層工学は、量子情報科学と量子熱力学にとって重要なツールである。
この手法を用いて、任意の(有効)負および正の温度の貯水池を単一スピン系に設計する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-28T00:18:00Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。