I takt med att kvantdatorer närmar sig storskalig användning undersöker ny forskning deras framtida behov av energi, vatten och material.
David McCollum, framstående forskare vid Oak Ridge National Laboratory, leder projektet. McCollum är även professor vid Center for Energy, Transportation, and Environmental Policy (CETEP) vid Howard H. Baker Jr. School of Public Policy and Public Affairs vid University of Tennessee i Knoxville. Arbetet syftar till att ge underlag för utbyggnaden av kvantinfrastruktur under de kommande decennierna. Det undersöker tekniker som utvecklas från experimentella miljöer till användning i kommersiell skala. Kvantdatorer förväntas bana väg för framsteg inom läkemedelsutveckling, materialvetenskap, artificiell intelligens och cybersäkerhet.
”Kvantdatorer erbjuder extraordinära möjligheter, från att påskynda vetenskapliga upptäckter till att lösa komplexa optimeringsproblem”, säger McCollum. ”Samtidigt väcker det nya frågor om den energi, det vatten och de material som krävs för att driva dessa system i stor skala. Vår forskning syftar till att ligga steget före dessa frågor innan begränsningar i resurser och leveranskedjor börjar bli ett problem.”
Forskningen beskrivs i detalj i två nyligen publicerade artiklar i Renewable and Sustainable Energy Transition och Nature Reviews Clean Technology.
De två studierna utgör det första försöket att kvantifiera energibehovet hos storskaliga, feltoleranta kvantdatorer. De undersöker också de fysiska resursbehoven för dessa system i stor skala. Vissa experter förväntar sig att kvantaccelererade datacenter ska vara i drift i slutet av 2030-talet och därefter. McCollum och hans kollegor fokuserar på teknik för supraledande kvantbitar (”qubit”), en av dagens mest utvecklade metoder. Google, IBM och andra teknikföretag har investerat kraftigt i forskning för att utveckla sådana system.
Bland de viktigaste insikterna i studien:
- Elbehovet kan bli betydande, men inom rimliga gränser
- Behovet av vatten och helium-3 (en sällsynt isotop) kan begränsa tillväxten
- Tekniska effektivitetsvinster garanterar inte minskningar av energibehovet
- Ledande kvantländer har i allmänhet inte prioriterat energi- och resurspåverkan i sina nationella kvantplaner
- Eftersom datatekniken utvecklas snabbt är det aldrig för tidigt för forskning som syftar till att staka ut en robust väg för kvantteknik
Utöver de publicerade artiklarna har McCollums team utvecklat en dashboard om kvantteknologins utvecklingsvägar som är tillgänglig för allmänheten. Dashboarden visualiserar konsekvenserna för energi, resurser och infrastruktur i olika implementeringsscenarier. Oak Ridge National Laboratory har också en särskild webbplats för projektet.
Projektet speglar CETEP:s fokus på att koppla samman vetenskap med verkliga politiska utmaningar. I takt med att samhällen och energisystem svarar på växande krav på artificiell intelligens utvidgar detta arbete diskussionen till nästa generations databehandling.
Även om kvantdatorer ännu inte är allmänt utbredda har deras långsiktiga resursbehov fått begränsad uppmärksamhet. Detta projekt tar itu med den luckan. Eftersom energisystemen står inför ett ökande tryck från AI och datacenter kommer det att vara avgörande att förstå vad som kommer härnäst. Den förståelsen kan bidra till att undvika liknande begränsningar i stor skala.
Mer information
David L. McCollum et al, Uncertain quantum computing futures and potential energy and physical resource impacts at scale, Renewable and Sustainable Energy Transition (2026). DOI: 10.1016/j.rset.2026.100140
David L. McCollum et al, Energy and physical resource impacts of quantum computing merit greater attention, Nature Reviews Clean Technology (2026). DOI: 10.1038/s44359-026-00156-3
