量子数据中心中的能耗：计算机架构、量子比特性能、规模与热学参数的影响缩放
量子物理
2021-04-01 v1
摘要
随着量子计算机规模增大，量子数据中心（包括制冷）的总能耗将日益成为关注焦点。量子计算机须在接近绝对零度的温度下运行，其制冷需求由计算系统参数决定，包括物理量子比特的数量与类型、工作温度、系统封装效率，以及低温运行电路与室温运行电路之间的划分。当与制冷效率、低温恒温器热传递等热学系统参数结合时，可确定总能耗。本文利用第一性原理能耗模型，报告了计算机架构与热学参数对总体能量需求的影响。结果还表明功耗与量子体积可解析关联。文中指出了相对于计算能力最小化集成量子系统能耗的方法。结果显示，制冷所需能量远大于计算所需能量，这与传统计算中的能耗模式相反。设计可持续量子计算机将需要高效制冷与最小化制冷需求的系统设计。
引用
@article{arxiv.2103.16726,
title = {Energy use in quantum data centers: Scaling the impact of computer architecture, qubit performance, size, and thermal parameters},
author = {Michael James Martin and Caroline Hughes and Gilberto Moreno and Eric B. Jones and David Sickinger and Sreekant Narumanchi and Ray Grout},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.16726},
year = {2021}
}