Відповісти на головне питання складно, оскільки квантова обчислювальна техніка все ще перебуває на стадії розробки.

Для розуміння, зараз ми маємо невеликі квантові комп'ютери з багатьма помилками. Ми ще не маємо квантового комп'ютера, стійкого до збоїв, тобто такого, що здатний виконувати операції, яким ми довіряємо на 100%, і який дозволить нам ефективно вирішувати важливі завдання.

Помилки виникають через крихкість квантової природи. Квантові стани складаються з суперпозиції станів (наприклад, різних положень), і в момент взаємодії з середовищем вони втрачають цю суперпозицію, що призводить до зникнення інформації.

Тому квантові системи, які ми можемо контролювати, невеликі та повинні перебувати за дуже низької температури. Основне енергоспоживання квантової обчислювальної техніки сьогодні походить від підтримки цих систем достатньо холодними, дуже близькими до абсолютного нуля (близько -273°C), і від систем контролю, які використовуються для стабілізації квантових станів.

Але саме виконання квантових операцій вимагає практично стільки ж енергії, скільки сучасний класичний комп'ютер.

Навіть за цих умов квантові стани залишаються крихкими, тому нам потрібна так звана корекція помилок. Ця корекція помилок здійснюється шляхом додавання більшої кількості кубітів, які є квантовим еквівалентом звичайних обчислень, так що частина цих кубітів використовується для корекції тих, що призначені для обчислень. Потрібно багато фізичних кубітів, щоб працював один логічний кубіт.

Коли ми подолаємо цей технологічний бар'єр, ми зможемо вирішувати проблеми, які класичний комп'ютер не може вирішити, тому тоді не буде сенсу порівнювати енергоспоживання одного та іншого. Скільки б він не споживав, квантовий комп'ютер буде набагато ефективнішим у тому сенсі, що вирішуватиме проблеми, неможливі для класичного комп'ютера.

Якщо зараз поставити квантовий комп'ютер вирішувати будь-яку просту задачу, він споживатиме значно більше енергії, ніж звичайний, але квантові комп'ютери не використовуватимуться для таких задач. Це якби ви намагалися використовувати прожектор футбольного стадіону для освітлення своєї вітальні.

Незважаючи на всі ці міркування, я можу навести цифри. Ноутбук може мати потужність близько 60 ват. І потужність пропорційна енергії, яку він споживає. 60 ват – це типова потужність старої лампочки розжарювання. Якщо подивитися на квантові комп'ютери, то це буде близько 20 кіловат, тобто 20 000 ват (точна цифра залежить від фізичної реалізації, оскільки існує кілька технологій розробки). Це означає, що якщо я поставлю його вирішувати задачу і це займе годину, ноутбук витратить 60 ват-годин енергії, а квантовий комп'ютер споживатиме 20 000 ват-годин. Квантовий комп'ютер споживає значно більше.

Але, крім того, у проведених тестах квантовий комп'ютер витрачає значно більше часу на вирішення простої задачі, ніж класичний комп'ютер, оскільки квантовий комп'ютер ще не оптимізований. Зараз вони не ефективні, але з часом стануть такими.

Ще одне цікаве питання полягає в тому, що в класичному комп'ютері обчислювальна потужність лінійно зростає зі збільшенням кількості процесорів, тобто, якщо ви поставите вдвічі більше процесорів, ви отримаєте вдвічі більшу обчислювальну потужність. Але в квантовому комп'ютері потужність зростає експоненціально: якщо у вас є п'ять кубітів, ви можете обробляти 2^5 станів, але з десятьма кубітами ви маєте 2^10. Різниця колосальна. Щоб використовувати весь цей потенціал, нам знадобляться спеціальні алгоритми.

Відповідаючи на ваше запитання, я можу сказати, що коли ми матимемо оптимізовані квантові комп'ютери, тобто стійкі до помилок і з ефективними системами охолодження та контролю, їхнє споживання не буде обмежувальним фактором.