論文の概要: Scaling up to Problem Sizes: An Environmental Life Cycle Assessment of Quantum Computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.00118v1
- Date: Thu, 31 Oct 2024 18:17:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-05 14:39:11.384460
- Title: Scaling up to Problem Sizes: An Environmental Life Cycle Assessment of Quantum Computing
- Title（参考訳）: 問題サイズへのスケールアップ:量子コンピューティングの環境ライフサイクルアセスメント
- Authors: Sylvain Cordier, Karl Thibault, Marie-Luc Arpin, Ben Amor,
- Abstract要約: この論文は、量子コンピュータの環境上の利点をいかに生かすかを示す。
量子誤り訂正装置は、100個の論理量子ビットを達成するのに必要な多数の電子部品のために、量子コンピュータに大きな影響を及ぼす。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Quantum computing is emerging as a transformative technology with the announced potential to solve large-scale problems that are currently intractable for classical computers. With the demonstrated ability to perform calculations in seconds that would take classical supercomputers thousands of years, quantum computers namely hold the promise of radically advancing sustainable IT. Despite impressive milestones, however, classical computing continues to make rapid progress, narrowing the performance gap. Moreover, quantum computers face challenges due to the inherent noise in physical qubits, necessitating error correction for reliable operation in solving industrial-scale problems. Due to error correction techniques, quantum computers potentially require more computation time, energy, and electronic components than initial laboratory-scale quantum experiments. Yet, while researchers have modeled and analyzed the environmental impacts of classical computers using Life Cycle Assessment (LCA), the environmental performance of quantum computing remains unknown to date. This study contributes to filling this critical gap in two ways: (1) by establishing an environmental profile for quantum computers; and (2) by comparing it to a functionally equivalent profile of a state-of-the-art supercomputer. With the comparison based on the problem size, the paper shows how the usage time can drive an environmental advantage for quantum computers. The results emphasize that equipment of quantum error correction has a substantial impact on quantum computers due to the numerous electronic components needed to achieve 100 logical qubits. When comparing quantum computers to classical supercomputers, the latter generally has a higher environmental impact in terms of Climate change, Ecosystems, and Human health, because of the number of computing blades and their total energy use.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、現在古典的コンピュータにとって難解な大規模問題を解く可能性のある、変革的な技術として登場しつつある。
古典的なスーパーコンピュータに何千年もかかる数秒で計算を実行することが実証された能力によって、量子コンピュータは、持続可能ITを根本的に進歩させるという約束を保っている。
しかし、目覚ましいマイルストーンにもかかわらず、古典的なコンピューティングは急速に進歩し続け、パフォーマンスのギャップを狭めている。
さらに、量子コンピュータは、物理量子ビットに固有のノイズがあり、産業規模の問題を解決する際には、信頼性の高い演算に対する誤り訂正が必要であるため、課題に直面している。
誤り訂正技術により、量子コンピュータは初期の実験室スケールの量子実験よりも計算時間、エネルギー、電子部品を必要とする可能性がある。
しかし、研究者はLCA(Life Cycle Assessment)を用いて古典コンピュータの環境影響をモデル化し分析してきたが、量子コンピューティングの環境性能は未だに不明である。
本研究は,(1) 量子コンピュータの環境プロファイルを確立すること,(2) 最先端スーパーコンピュータの機能的に等価なプロファイルと比較することにより,この重要なギャップを埋めることに寄与する。
問題の大きさに基づく比較では, 使用時間が量子コンピュータの環境的優位性にどのように寄与するかを示す。
その結果、量子誤り訂正装置は、100個の論理量子ビットを達成するために必要な多数の電子部品のために、量子コンピュータに重大な影響を与えることが強調された。
量子コンピュータと古典的スーパーコンピュータを比較するとき、後者は一般に、コンピューティングブレードの数と総エネルギー使用量により、気候変動、生態系、人間の健康の点で環境への影響が高い。
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