Πέρα από την υπολογιστική ισχύ, η κβαντική μηχανική δημιουργεί προοπτικές και για νέες ενεργειακές τεχνολογίες
Οι Ηνωμένες Πολιτείες επιταχύνουν την κούρσα για την ανάπτυξη αξιόπιστων κβαντικών υπολογιστών, καθώς η τεχνολογία αναδεικνύεται σε πιθανό εργαλείο για την αντιμετώπιση της εκρηκτικής αύξησης της ενεργειακής κατανάλωσης που προκαλεί η ανάπτυξη της τεχνητής νοημοσύνης.
Το αμερικανικό υπουργείο Ενέργειας διαθέτει χρηματοδότηση ύψους 215 εκατ. δολαρίων σε εγχώριες επιχειρήσεις, στο πλαίσιο του διαγωνισμού Quantum Genesis Q, με στόχο την ανάπτυξη κβαντικών υπολογιστών που θα μπορούν να εκτελούν εκατοντάδες εκατομμύρια πράξεις με ανοχή σε σφάλματα. Το πρόγραμμα αναζητά προτάσεις για την ανάπτυξη συστημάτων με τουλάχιστον 100 λογικά qubits, ικανών να χρησιμοποιηθούν σε επιστημονικές εφαρμογές.
Ο υφυπουργός Επιστήμης του υπουργείου Ενέργειας, Ντάριο Τζιλ, έχει τονίσει ότι μέσω του Quantum Genesis Q επιδιώκεται μεγαλύτερη συμμετοχή του ιδιωτικού τομέα, συνδυάζοντας συνεργασία και ανταγωνισμό, με απώτερο στόχο την ανάδειξη των ΗΠΑ σε ηγέτιδα δύναμη στην παγκόσμια κούρσα για την κβαντική υπολογιστική.
Παράλληλα, το υπουργείο έχει θέσει σε εφαρμογή ένα συμπληρωματικό πρόγραμμα, το Quantum High-Performance Computing Validation and Verification Testbed Lab Call, μέσω του οποίου ζητά από το δίκτυο των εθνικών εργαστηρίων των ΗΠΑ να αναπτύξει εργαλεία και τεχνογνωσία για την αξιολόγηση της απόδοσης κβαντικών υπολογιστών με ανοχή σε σφάλματα.
Η επιτάχυνση της έρευνας έρχεται σε μια περίοδο κατά την οποία η ενεργειακή κατανάλωση των υποδομών τεχνητής νοημοσύνης αυξάνεται ραγδαία. Σύμφωνα με νέα μελέτη του BCG Institute, την οποία προδημοσίευσε το Semafor, η κβαντική υπολογιστική θα μπορούσε, εφόσον φτάσει σε επαρκές επίπεδο ωριμότητας, να συμβάλει στην αντιμετώπιση του 20% έως 40% των εκπομπών σε κλάδους που θεωρούνται ιδιαίτερα δύσκολο να απανθρακοποιηθούν, όπως η χαλυβουργία και η παραγωγή τσιμέντου.
Οι εφαρμογές της θα μπορούσαν επίσης να επεκταθούν σε τεχνολογίες δέσμευσης άνθρακα, στην παραγωγή πράσινου υδρογόνου και αμμωνίας, καθώς και στις μπαταρίες. Παρότι οι ίδιοι οι κβαντικοί υπολογιστές απαιτούν σημαντική ποσότητα ενέργειας, η κατανάλωσή τους εκτιμάται ότι θα παραμένει σχετικά περιορισμένη σε σύγκριση με εκείνη των τεράστιων data centers που υποστηρίζουν την ανάπτυξη της τεχνητής νοημοσύνης.
Μία από τις βασικές διαφορές είναι ότι η κβαντική υπολογιστική αναμένεται να χρησιμοποιείται κυρίως για εξειδικευμένα προβλήματα και όχι ως τεχνολογία γενικού σκοπού. Αυτό θα μπορούσε να περιορίσει το συνολικό ενεργειακό και ανθρακικό της αποτύπωμα σε σχέση με τον κλάδο της τεχνητής νοημοσύνης.
Παράλληλα, η κβαντική τεχνολογία ενδέχεται να επηρεάσει και την ίδια την ανάπτυξη της τεχνητής νοημοσύνης, επιτρέποντας την εκτέλεση συγκεκριμένων υπολογιστικών εργασιών με μικρότερη ενεργειακή κατανάλωση. Ο διευθύνων σύμβουλος της εταιρείας κβαντικών υπολογιστών IonQ, Πίτερ Τσάπμαν, είχε υποστηρίξει το 2024 ότι ορισμένες εργασίες στις οποίες υπερέχουν οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούσαν μελλοντικά να μεταφερθούν από τις GPU στα κβαντικά συστήματα.
Πέρα από την υπολογιστική ισχύ, η κβαντική μηχανική δημιουργεί προοπτικές και για νέες ενεργειακές τεχνολογίες. Ένα από τα πεδία που εξετάζονται είναι οι λεγόμενες κβαντικές μπαταρίες, οι οποίες θεωρητικά θα μπορούσαν να παρουσιάσουν ιδιαίτερες ιδιότητες όταν βρίσκονται σε κοινή κβαντική κατάσταση με τη συσκευή που τροφοδοτούν.
Παράλληλα, οι αρχές της κβαντικής μηχανικής διερευνώνται για την ανάπτυξη νέων συστημάτων συλλογής ενέργειας από τη θερμότητα που αποβάλλουν ηλεκτρονικές συσκευές και βιομηχανικά μηχανήματα. Ερευνητές του MIT ανακοίνωσαν επίσης την ανακάλυψη μεθόδου παρατήρησης μιας λεγόμενης «οριακής κατάστασης» των ηλεκτρονίων, η οποία συνδέεται με κίνηση χωρίς απώλειες ενέργειας.
www.worldenergynews.gr
