論文の概要: A Carbon-Aware Quantum Computing Framework for LCA-Driven Sustainability in Quantum Cloud Services

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.24224v2
• Date: Mon, 28 Sep 2026 10:32:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-08 14:48:13.141377
• Title: A Carbon-Aware Quantum Computing Framework for LCA-Driven Sustainability in Quantum Cloud Services
• Title（参考訳）: 量子クラウドサービスにおけるLCA駆動型サステナビリティのためのCarbon-Aware量子コンピューティングフレームワーク
• Abstract要約: この研究は、炭素を意識した量子コンピューティングフレームワークをプラットフォームレベルからサービスレベルモデルに拡張する。 我々は,CQCフレームワークをサービスレベルエンボディドカーボン割り当て,負荷非依存,負荷分散操作分解によってモデル化した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.03923003916379
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computing's environmental footprint remains poorly understood relative to classical infrastructure, and as quantum computing moves toward cloud delivery, Quantum Cloud Service (QCS) providers lack actionable guidance beyond platform-level carbon-accounting frameworks. Objective: This study extends the carbon-aware quantum computing (CQC) framework from a platform-level to a service-level model that translates empirical life cycle assessment (LCA) findings of a superconducting quantum computer into guidance for QCS providers. Method: We modeled the CQC framework via service-level embodied-carbon allocation, load-independent and load-proportional operational decomposition, and a workload-resolved application offset on the basis of results acquired through a cradle-to-grave LCA of a superconducting quantum platform. Results: The five-year footprint is 583 t CO2e (GKP) and 10,570 t (surface-code), dominated by embodied carbon (77.3-85.2%), with operational-embodied parity not reached until 17.0-28.7 years versus 2.7 years for classical comparators. This reorders provider levers: utilisation yields the largest gain (19.7x), followed by service life extension (59.9%) and electricity supply (6.5x), while operational efficiency and renewable procurement offer limited leverage. Conclusion: Superconducting quantum computers are structurally embodied-carbon-dominated, inverting classical sustainability intuition and motivating direct power measurement and cross-architecture validation as quantum infrastructure scales.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングの環境フットプリントは、古典的なインフラストラクチャと比較して理解されていないままであり、量子コンピューティングがクラウドデリバリへと移行するにつれ、Quantum Cloud Service(QCS)プロバイダは、プラットフォームレベルの炭素会計フレームワーク以上の実用的なガイダンスを欠いている。 目的: 本研究は, 超伝導量子コンピュータの経験的ライフサイクルアセスメント(LCA)結果をQCSプロバイダのガイダンスに変換する, プラットフォームレベルからサービスレベルモデルへ, カーボンアウェア量子コンピューティング(CQC)フレームワークを拡張した。 方法: 超伝導量子プラットフォームのクレードル・ツー・グレーブLCAを用いて得られた結果に基づいて, サービスレベルエンボダイドカーボン割り当て, 負荷非依存および負荷非分散運転分解, ワークロード解決アプリケーションオフセットを用いてCQCフレームワークをモデル化した。 結果: 5年間の足跡は583 t CO2e (GKP) と10,570 t (地上符号) であり, 内装炭素 (77.3-85.2%) が支配的であり, 古典的コンパレータでは2.7年に対して17.0-28.7年までは運用的身体的平等は到達しなかった。 利用率(19.7倍)、サービス寿命(59.9%)、電力供給(6.5倍)、運用効率と再生可能調達は限られたレバレッジを提供する。 結論: 超伝導量子コンピュータは構造的に炭素が支配的であり、古典的な持続可能性直観を逆転させ、量子インフラスケールとして直接電力測定とクロスアーキテクチャ検証を動機付けている。

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