量子計算功耗知多少
2015-10-07 15:54:07 ngoogle的量子智能實驗室剛剛制造的最新的計算機可能是目前第一臺商業量子計算機了。而這臺新型的計算機能夠比傳統計算機更快的、使用相對更少的功耗來完成相同的計算任務。不過量子計算到底能節約多少功耗目前還是個迷。
現在，D-Wave的設備能夠在不增加功耗的情況下，增加計算的量子比特(quantum bits)。這是因為他們的D-Wave機的物理架構中使用的鈮環超導工作溫度為15毫開(millikelvin )也就是攝氏-273度。所以目前D-Wave的主要功耗開支都放在了冷卻設備的運作上，只有將溫度降低到低于25毫開左右時，D-wave的大部分硬件 才能開始進行工作。而量子處理器的功耗不值得一提，這與我們現在的巨型機相反，我們的大部分功耗用在冷卻上。
量子處理器的工作功耗還不足一微瓦，與冷卻設備的功耗相比簡直九牛一毛。D-Wave的商業發展和戰略合作主管 Colin Williams這樣描述到他們的系統。
而google實驗室安裝的最新的1 000-qubit級的D-wave 2x量子計算機的計算能力比上一代提升了約一倍，不過要計算整個系統的功耗還是要包括冷卻設備，不過整體的功耗可能在未來的若干代都不會有所提升，即便是計算量提升到幾千個量子比特。
因為即便是量子處理器的功耗繼續增加，對冷卻設備的的工作影響也不會太大，差不多目前的冷卻設備暫時無需更新了。
所以，即便D-wave的計算能力持續增加，總功耗在短期內也不會有所改變了。不過總的來說，量子計算機的計算功率并不比目前的計算機好，在完成差不多計算量的任務時，大量的能耗被花在了冷卻設備上。
功耗增長為零，目前大概對市場話而言還是比較有吸引力的，不過在對設備的優化和擴展性方面，他們的目標也不太明確。特別是加上要與傳統計算機競爭市場，爭取更多的訂單的話，量子計算機需要做哪些改進。
雖然在功耗方面，量子計算機能夠在未來一定時間范圍內保持優勢，但是一旦到達某個平衡點，他又會反過來制約量子計算的發展。
來自MIT的計算機理論學家Scott Aaronson認為功耗0增長并非D-wave的優勢，一旦需要加速得到更快計算能力，我們可能需要使用更加耗電的的冷卻設備來降低量子處理器的溫度。
不過目前的D-wave架構也只是量子計算機潛在可能的架構之一，他們需要專門的設計去進行優化計算過程，google目前既在研究如何優化當前的D-wave，同時也在探索其他可行的量子計算機架構。
而Troyer 預測量子計算機的量子處理功耗需求可能還是線性增長，僅與芯片數量有關。因為短期內考慮通過進一步降低工作溫度，可能需要突破性的技術。
量子計算的優勢可能需要工程師們將計算能力提高到百萬級的量子比特才回體現出來。而目前的D-wave可以簡單的通過增加量子處理器的數量(也就是 多核架構)完成功能提升，不過大多數研究人員選擇去優化只有幾個量子比特的量子計算機，因為這個計算級別的量子計算機就有大量子比特位的錯誤，量子計算機 的挑戰還在于糾正運算位的錯誤。
如果，量子設備能夠真正的解決計算速度的問題，它終會飛入尋常百姓家。
