Daya komputer kuantum diukur ing qubits, unit dhasar pangukuran ing komputer kuantum. .
Aku facepalm saben maca frase kaya iki. Iki ora mimpin kanggo apa apik, sesanti wiwit fade; Aku kudu enggal-enggal bali menyang Meklon.
Aku iki wektu kanggo rada systematize paramèter dhasar saka komputer kuantum. Ana sawetara:
- Jumlah qubit
- Wektu nyekel koherensi (waktu dekoherensi)
- Tingkat kesalahan
- Arsitektur prosesor
- Rega, kasedhiyan, kahanan pangopènan, wektu amortisasi, alat pemrograman, lsp.
Jumlah qubit
Kabeh katon ing kene, luwih akeh luwih apik. Ing kasunyatan, sampeyan kudu mbayar qubits, lan saenipun sampeyan kudu tuku persis akeh qubits sing dibutuhake kanggo ngrampungake tugas. Kanggo pangembang saka mesin slot eksklusif, siji qubit saben mesin cukup (kanggo generate randomness). Kanggo "brute force" RSA-2048 - paling ora 2048 qubit.
Algoritma kuantum sing paling umum dijenengi miturut Grover lan Shor. Grover ngijini sampeyan kanggo "hack" hash. Kanggo nabrak Bitcoin, sampeyan butuh komputer kanthi paling sethithik 256 qubit ing papan (sampeyan bisa muter karo kerumitan Bitcoin, nanging ayo tetep nganggo nomer babak iki). Shor ngijini sampeyan kanggo faktorize nomer. Kanggo faktor sawetara dawa n digit binar, sampeyan kudu paling n qubits.
Maksimum saiki: 50 qubit (). Lan nyatane, 50 qubit minangka watesan. Watesan simulasi komputer kuantum. Ing teori, kita bisa simulasi nomer qubit ing komputer klasik. Ing praktik, nambahake siji qubit menyang simulasi mbutuhake tikel komputer klasik. Tambahake gosip babagan qubit tikel saben taun, lan takon dhewe pitakonan: carane debug algoritma kanggo 25651210242048 qubits? Ora ana simulator; sampeyan ora bisa nyetel titik break ing prosesor kuantum.
Wektu nyekel koherensi (waktu dekoherensi)
Koherensi lan koherensi ora padha. Aku seneng mbandhingake koherensi karo regenerasi memori sing digunakake. Ana milyar sel ing Strip RAM, saben karo daya, nul utawa siji. Pangisian daya iki nduweni sifat sing menarik banget - ngeculke. Sel "unit" wiwitane dadi sel 0.99, banjur sel 0.98, lan sateruse. Mulane, 0.01, 0.02, 0.03 dikumpulake ing nol ... Pangisian daya iki kudu dianyari, "diregenerasi". Apa wae sing kurang saka setengah direset menyang nol, kabeh liyane di-push menyang siji.
Prosesor kuantum ora bisa digawe maneh. Mulane, ana siji siklus kanggo kabeh petungan, nganti qubit "bocor" pisanan. Wektu sadurunge "netes" pisanan diarani wektu dekoherensi. Koherensi minangka negara nalika qubit durung "bocor". Sampeyan bisa ndeleng panjelasan sing luwih diwasa.
Dekoherensi punika gayut kaliyan cacahipun qubit: langkung kathah qubit, langkung angèl anggenipun njagi koherensi. Ing tangan liyane, yen sampeyan duwe nomer akeh qubits, sampeyan bisa nggunakake sawetara kanggo mbenerake kasalahan gadhah decoherence. Saka kene nderekyen jumlah qubit dhewe ora ngatasi apa-apa. Sampeyan bisa tikel kaping pindho jumlah qubit lan mbuwang 90% kanggo ndandani dekoherensi.
Iki minangka konsep qubit logis. Kira-kira, yen sampeyan duwe prosesor kanthi 100 qubit, nanging 40 saka wong-wong mau ditujokake kanggo ndandani dekoherensi, sampeyan bakal duwe 60 qubit logis. Sing sampeyan nglakokake algoritma sampeyan. Konsep qubit logis saiki rada teoretis; Aku dhewe durung krungu babagan implementasi praktis.
Kasalahan lan koreksi
Scourge liyane saka prosesor kuantum. Yen sampeyan ngowahi qubit, ana kemungkinan 2% yen operasi bakal gagal. Yen entangle 2 qubits, tingkat kesalahan nganti 8%. Njupuk nomer 256-bit, hash menyang SHA-256, ngetung jumlah operasi, ngetung kemungkinan nindakake ALL operasi kasebut tanpa kesalahan.
Matématikawan menehi solusi: koreksi kesalahan. Ana algoritma. Ngleksanakake siji entanglement saka 2 qubit logis mbutuhake 100.000 qubit fisik. Ora let suwe wekasane teka.
Arsitektur prosesor
Tegese, ora ana komputer kuantum. Ana mung prosesor kuantum. Apa sampeyan kudu RAM nalika wektu kanggo karya diwatesi kanggo milliseconds? Aku program ing Q #, nanging iku basa tingkat dhuwur. Alokasikan 15 qubit, lan lakoni apa wae sing dikarepake. Dheweke pengin, njeblug qubit pisanan karo sepuluh. Dipengini - bingung enem pisanan.
Ing prosesor nyata ora ana kebebasan kasebut. Aku takon kanggo entangle qubit pisanan karo 15 - compiler bakal generate 26 operasi tambahan. Yen sampeyan begja. Yen sampeyan ora beruntung, bakal ngasilake satus. Kasunyatane qubit mung bisa kejiret karo tanggane. Aku wis ora katon luwih saka 6 tanggi saben qubit. Ing asas, ana compiler sing ngoptimalake program kuantum, nanging isih rodo teoritis.
Saben prosesor duwe instruksi sing beda, lan sambungan antarane qubit beda. Ing donya becik, kita duwe Rx sembarang, Ry, Rz, lan kombinasi, plus entanglement free adhedhasar rolas fitur, plus Swap: katon ing operator ing . Ing kasunyatan, kita duwe sawetara pasangan qubits, lan entanglement saka CNOT (q[0], q[1]) biaya siji operasi, lan CNOT(q[1], q[0]) njupuk 7. Lan koherensi leleh .. .
Rega, kasedhiyan, kahanan pangopènan, wektu amortisasi, alat pemrograman...
Prices ora diiklanake, kasedhiyan kanggo warga rata-rata cedhak nol, wektu panyusutan durung diwilang ing laku, piranti program mung ing bayi. Dokumentasi ing arxiv.org.
Dadi informasi apa sing sampeyan butuhake saka para ahli nalika ngeculake komputer kuantum anyar?
Kejabi dhaftar ndhuwur, Aku opsi saka и :
Yen mung saben artikel babagan komputer kuantum anyar diwiwiti kanthi rong ciri - jumlah bebarengan qubit entangled, lan wektu penylametan qubit.
Utawa malah luwih apik - saka wektu sing dibutuhake kanggo mbukak pathokan prasaja, contone, nemokake faktor utama saka nomer 91.
Source: www.habr.com