🥇क्वांटम कंप्यूटर की विशेषताएं

क्वांटम कंप्यूटर की शक्ति को क्वैब में मापा जाता है, जो क्वांटम कंप्यूटर में माप की मूल इकाई है। स्रोत.

जब भी मैं इस तरह का कोई वाक्यांश पढ़ता हूं तो मैं सहम जाता हूं। इससे कोई लाभ नहीं हुआ, मेरी दृष्टि धूमिल होने लगी; मुझे जल्द ही मेकलोन की ओर रुख करना होगा।

मुझे लगता है कि क्वांटम कंप्यूटर के बुनियादी मापदंडों को कुछ हद तक व्यवस्थित करने का समय आ गया है। उनमें से कई हैं:

क्वैबिट की संख्या
सुसंगति धारण समय (सुसंगतता समय)
त्रुटि स्तर
प्रोसेसर आर्किटेक्चर
मूल्य, उपलब्धता, रखरखाव की स्थिति, परिशोधन समय, प्रोग्रामिंग उपकरण, आदि।

क्वैबिट की संख्या

यहां सब कुछ स्पष्ट है, जितना अधिक उतना बेहतर। वास्तव में, आपको क्वैबिट के लिए भुगतान करना होगा, और आदर्श रूप से आपको कार्य को पूरा करने के लिए जितनी आवश्यक हो उतनी क्वैबिट खरीदने की आवश्यकता है। विशिष्ट स्लॉट मशीनों के डेवलपर के लिए, प्रति मशीन एक क्यूबिट पर्याप्त है (यादृच्छिकता उत्पन्न करने के लिए)। "क्रूर बल" RSA-2048 के लिए - कम से कम 2048 क्यूबिट।

सबसे अधिक प्रचारित क्वांटम एल्गोरिदम का नाम ग्रोवर और शोर के नाम पर रखा गया है। ग्रोवर आपको हैश को "हैक" करने की अनुमति देता है। बिटकॉइन को क्रैश करने के लिए, आपको बोर्ड पर कम से कम 256 क्यूबिट वाले कंप्यूटर की आवश्यकता होती है (आप बिटकॉइन की जटिलता के साथ खेल सकते हैं, लेकिन आइए इस राउंड नंबर के साथ बने रहें)। शोर आपको संख्याओं का गुणनखंड करने की अनुमति देता है। कई लंबाई n बाइनरी अंकों का गुणनखंड करने के लिए, आपको कम से कम n qubits की आवश्यकता है।

वर्तमान अधिकतम: 50 क्यूबिट (पहले से ही 72?). और वास्तव में, 50 क्विबिट ही सीमा है। क्वांटम कंप्यूटर सिमुलेशन की सीमा. सिद्धांत रूप में, हम शास्त्रीय कंप्यूटरों पर किसी भी संख्या में क्यूबिट का अनुकरण कर सकते हैं। व्यवहार में, एक सिमुलेशन में एक क्यूबिट जोड़ने के लिए शास्त्रीय कंप्यूटरों को दोगुना करने की आवश्यकता होती है। इसमें हर साल क्यूबिट के दोगुने होने की अफवाहें जोड़ें, और अपने आप से सवाल पूछें: 25651210242048 क्यूबिट के लिए एल्गोरिदम को कैसे डिबग करें? कोई सिम्युलेटर नहीं है; आप क्वांटम प्रोसेसर पर ब्रेक पॉइंट सेट नहीं कर सकते।

सुसंगति धारण समय (सुसंगतता समय)

सुसंगति और सुसंगति एक ही चीज़ नहीं हैं। मैं सुसंगति की तुलना कार्यशील स्मृति पुनर्जनन से करना पसंद करता हूँ। रैम स्ट्रिप पर अरबों सेल होते हैं, जिनमें से प्रत्येक का चार्ज शून्य या एक होता है। इस चार्ज में एक बहुत ही दिलचस्प गुण है - यह नालियों में बह जाता है। प्रारंभ में "यूनिट" सेल 0.99 सेल बन जाती है, फिर 0.98 सेल, और इसी तरह। तदनुसार, 0.01, 0.02, 0.03 शून्य पर जमा होते हैं... इस चार्ज को नवीनीकृत करना होगा, "पुनर्जीवित"। आधे से कम कुछ भी शून्य पर रीसेट कर दिया जाता है, बाकी सब कुछ एक पर धकेल दिया जाता है।

क्वांटम प्रोसेसर को पुनर्जीवित नहीं किया जा सकता है। तदनुसार, सभी गणनाओं के लिए एक चक्र होता है, पहली "लीक" कक्षा तक। पहली "ड्रिप" से पहले के समय को डिकॉहेरेंस टाइम कहा जाता है। सुसंगतता एक ऐसी स्थिति है जब क्वैबिट अभी तक "लीक" नहीं हुआ है। यहां आप कुछ और वयस्क स्पष्टीकरण देख सकते हैं।

डिकोहेरेंस क्वैबिट की संख्या से संबंधित है: जितने अधिक क्वबिट होंगे, सुसंगति बनाए रखना उतना ही कठिन होगा। दूसरी ओर, यदि आपके पास बड़ी संख्या में क्वैबिट हैं, तो आप उनमें से कुछ का उपयोग डिकोहेरेंस से जुड़ी त्रुटियों को ठीक करने के लिए कर सकते हैं। यहाँ से इस प्रकारकि क्वैबिट की संख्या अपने आप में कुछ भी हल नहीं करती है। आप क्वैबिट की संख्या को दोगुना कर सकते हैं और उनमें से 90% को डिकोहेरेंस को ठीक करने में खर्च कर सकते हैं।

यहीं पर तार्किक क्वैबिट की अवधारणा चलन में आती है। मोटे तौर पर कहें तो, यदि आपके पास 100 क्यूबिट वाला प्रोसेसर है, लेकिन उनमें से 40 का उद्देश्य डिकोहेरेंस को ठीक करना है, तो आपके पास 60 तार्किक क्यूबिट बचे हैं। जिन पर आप अपना एल्गोरिदम निष्पादित करते हैं। तार्किक क्वैबिट की अवधारणा अब सैद्धांतिक है; मैंने व्यक्तिगत रूप से व्यावहारिक कार्यान्वयन के बारे में नहीं सुना है।

त्रुटियाँ एवं उनका सुधार

क्वांटम प्रोसेसर का एक और संकट। यदि आप एक क्वबिट को उल्टा करते हैं, तो 2% संभावना है कि ऑपरेशन विफल हो जाएगा। यदि आप 2 क्यूबिट को उलझाते हैं, तो त्रुटि दर 8% तक होती है। एक 256-बिट संख्या लें, इसे SHA-256 पर हैश करें, ऑपरेशनों की संख्या गिनें, इन सभी ऑपरेशनों को त्रुटियों के बिना निष्पादित करने की संभावना की गणना करें।

गणितज्ञ एक समाधान प्रदान करते हैं: त्रुटि सुधार। एल्गोरिदम हैं. 2 तार्किक क्वैबिट के एक उलझाव को लागू करने के लिए 100.000 भौतिक क्वैबिट की आवश्यकता होती है। अंत आने में ज्यादा समय नहीं लगेगा.

प्रोसेसर आर्किटेक्चर

कड़ाई से कहें तो, कोई क्वांटम कंप्यूटर नहीं हैं। केवल क्वांटम प्रोसेसर हैं। जब काम करने का समय मिलीसेकंड तक सीमित है तो आपको RAM की आवश्यकता क्यों है? मैं Q# में प्रोग्राम करता हूं, लेकिन यह एक उच्च स्तरीय भाषा है। अपने लिए 15 क्यूबिट आवंटित करें और उनके साथ आप जो चाहें करें। वह चाहता था, पहली कक्षा को दसवीं कक्षा में उलझा दे। वांछित - पहले छह को भ्रमित कर दिया।

वास्तविक प्रोसेसर पर ऐसी कोई स्वतंत्रता नहीं होती। मैंने पहली कक्षा को 15 के साथ उलझाने के लिए कहा - संकलक 26 अतिरिक्त संचालन उत्पन्न करेगा। अगर आप भाग्यशाली हैं। यदि आप बदकिस्मत हैं, तो यह सौ पैदा करेगा। सच तो यह है कि कोई भी व्यक्ति केवल अपने पड़ोसियों से ही उलझ सकता है। मैंने प्रति क़ुबिट 6 से अधिक पड़ोसी नहीं देखे हैं। सिद्धांत रूप में, ऐसे कंपाइलर हैं जो क्वांटम कार्यक्रमों को अनुकूलित करते हैं, लेकिन वे अभी भी सैद्धांतिक हैं।

प्रत्येक प्रोसेसर में निर्देशों का एक अलग सेट होता है, और क्वैबिट के बीच कनेक्शन अलग-अलग होते हैं। एक आदर्श दुनिया में, हमारे पास मनमाने ढंग से आरएक्स, आरवाई, आरजेड और उनके संयोजन हैं, साथ ही एक दर्जन सुविधाओं के आधार पर मुफ्त उलझाव है, साथ ही स्वैप: ऑपरेटरों को देखें मोड़. वास्तव में, हमारे पास क्वैबिट के कई जोड़े हैं, और CNOT (q[0], q[1]) को उलझाने में एक ऑपरेशन की लागत आती है, और CNOT(q[1], q[0]) में 7 लगते हैं। और सुसंगतता पिघल जाती है .. .

मूल्य, उपलब्धता, रखरखाव की स्थिति, परिशोधन समय, प्रोग्रामिंग उपकरण...

कीमतों का विज्ञापन नहीं किया जाता है, औसत नागरिक के लिए उपलब्धता शून्य के करीब है, व्यवहार में मूल्यह्रास समय की गणना नहीं की गई है, प्रोग्रामिंग उपकरण अभी अपनी प्रारंभिक अवस्था में हैं। Arxiv.org पर दस्तावेज़ीकरण।

तो नया क्वांटम कंप्यूटर जारी करते समय आपको विशेषज्ञों से किस जानकारी की आवश्यकता होगी?

उपरोक्त सूची के अलावा, मुझे इसके विकल्प भी पसंद हैं पर्लपावर и परिवर्तन2:

यदि नए क्वांटम कंप्यूटर के बारे में प्रत्येक लेख दो विशेषताओं - मात्रा के साथ शुरू होता समकालिक उलझी हुई क्वैबिट, और क्वबिट अवधारण समय।

या इससे भी बेहतर - एक साधारण बेंचमार्क चलाने में लगने वाले समय से, उदाहरण के लिए, संख्या 91 के अभाज्य गुणनखंड ढूंढना।

स्रोत: www.habr.com

क्वांटम कंप्यूटर के लक्षण