量子コンピューティングはAIのエネルギー消費を抑制できるか

米国エネルギー省（DoE）は、国内企業が世界初の信頼性の高い量子コンピュータを開発することを支援するため、最大 $215 million の資金提供を行っています。量子コンピューティングを解明する競争は、この次世代技術が、AI ブームが開いたエネルギー需要というパンドラの箱に対する潜在的な解決策として浮上したことで激化しています。

DoE の Quantum Genesis Q Competition は現在、「数億回のフォールトトレラント（耐故障）演算と科学的実証プログラムを実行可能な、少なくとも 100 の論理量子ビットを備えた量子コンピュータを導入する」方法に関するアイデアの提案を募集しています。DoE 科学担当次官の Darío Gil は、このコンペティションが Quantum Genesis Q を通じて民間セクターの関与を促していると述べており、「米国が世界の量子コンピューティング競争におけるリーダーとしての地位を確実に確立するという広範な目標の一環として、協力と競争の両方が行われるようにし、最高の競争精神を引き出す」としています。

さらに、DoE は Quantum High-Performance Computing Validation and Verification Testbed Lab Call と呼ばれる補完的なプログラムを展開しました。これは、米国の国立研究所のネットワークから、「フォールトトレラント量子コンピュータの性能検証を行うために必要な一連のツールと専門知識を開発し、適用する」ための提案を募るものです。

最先端の量子技術の開発を加速させるこの動きは、AI が生み出しているエネルギーモンスターを抑え込むために、そのような画期的な進歩が切実に必要とされている時期に行われています。Semafor による独占プレビューによると、BCG Institute の新しい報告書は、量子コンピューティングが十分に進化すれば、鉄鋼やセメント生産などの削減が困難なセクターからの排出量の 20 to 40 percent に対処できる可能性があることを明らかにしました。さらに、報告書は、この技術が炭素回収、グリーン水素とアンモニア、そしてバッテリーにも応用できるとしています。

量子コンピューティングも稼働には多大なエネルギーを必要としますが、AI ブームを支えるデータセンターによって消費されるエネルギー量に比べれば、微々たるものです。Semafor によると、新しい BCG の調査は、「量子技術は汎用技術としてではなく、特定の問題に対処するために使用される可能性が高いため、このセクターの炭素排出量は AI 業界に比べて相対的に小さくなると推定」しています。

さらに、量子コンピューティングは、大規模言語モデルの機能方法を変えることで、AI 自体をよりエネルギー効率の高いものにできる可能性があります。「AI 処理など、量子コンピューティングが得意とする分野では、どんな GPU も我々に対抗することはできません。それらのワークロードは最終的に量子へと移行し、現在の技術では文字通り太刀打ちできません」と、量子コンピューティング企業 IonQ の社長兼 CEO である Peter Chapman は、2024 年に Forbes によって引用されています。「量子コンピューティング、つまり当社の次世代チップの動作をシミュレートするには、約 two and a half billion 個の GPU が必要になりますが、これは two つの標準的な壁のコンセントで動作します」と同氏は付け加えました。

量子技術はクリーンエネルギー技術の向上に期待を抱かせます。量子バッテリーは、エネルギーを供給しているデバイスと共有量子状態にあれば、いつの日か驚くべきことに、蓄えている以上のエネルギーを放出する可能性があります。量子力学はまた、電子機器や産業機械から発生する廃熱を回収する新しい形態の エネルギー・ハーベスター を可能にするかもしれません。また、MIT の研究者たちは昨年、電子のいわゆる「エッジ状態」を観察する方法を発見したと発表しました。これはエネルギー損失の欠如をもたらし、テックセクターに多大な破壊的影響を与える可能性があります。Interesting Engineering の報道によると、「このような電子の摩擦のない動きにより、送電損失なしにデバイス間でデータとエネルギーの転送が可能になり、超効率的な電子回路や量子コンピュータの開発につながる」とのことです。

By Haley Zaremba for Oilprice.com

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