🥇 क्वान्टम कम्प्युटरका विशेषताहरू

क्वान्टम कम्प्युटरको शक्ति qubits मा मापन गरिन्छ, क्वान्टम कम्प्युटर मा मापन को आधारभूत एकाइ। स्रोत.

म हरेक पटक यो जस्तै वाक्यांश पढ्दा अनुहार हत्केला गर्छु। यसले कुनै राम्रो काम गरेन, मेरो दृष्टि धूमिल हुन थाल्यो; म चाँडै मेक्लोन फर्कनु पर्छ।

मलाई लाग्छ कि यो क्वान्टम कम्प्युटरको आधारभूत प्यारामिटरहरू केही हदसम्म व्यवस्थित गर्ने समय हो। ती मध्ये धेरै छन्:

qubits को संख्या
कोहेरेन्स होल्डिङ टाइम (डिकोहेरेन्स समय)
त्रुटि स्तर
प्रोसेसर वास्तुकला
मूल्य, उपलब्धता, मर्मत सर्तहरू, परिशोधन समय, प्रोग्रामिङ उपकरणहरू, आदि।

qubits को संख्या

यहाँ सबै कुरा स्पष्ट छ, अधिक राम्रो। वास्तवमा, तपाईंले qubits को लागि तिर्नु पर्छ, र आदर्श रूपमा तपाईंले कार्य पूरा गर्न आवश्यक पर्ने धेरै qubits किन्न आवश्यक छ। विशेष स्लट मेसिनहरूको विकासकर्ताको लागि, प्रति मेसिन एक क्विट पर्याप्त छ (यादृच्छिकता उत्पन्न गर्न)। "ब्रूट फोर्स" RSA-2048 को लागि - कम्तिमा 2048 qubits।

सबैभन्दा धेरै प्रचारित क्वान्टम एल्गोरिदमहरू ग्रोभर र शोरको नाममा राखिएका छन्। ग्रोभरले तपाईंलाई ह्यासहरू "ह्याक" गर्न अनुमति दिन्छ। Bitcoin क्र्यास गर्न, तपाईंलाई बोर्डमा कम्तिमा 256 qubits भएको कम्प्युटर चाहिन्छ (तपाई Bitcoin को जटिलता संग खेल्न सक्नुहुन्छ, तर यो राउन्ड नम्बर संग टाँसौं)। Shor ले तपाईंलाई संख्याहरू गुणन गर्न अनुमति दिन्छ। लम्बाइ n बाइनरी अंकहरूको संख्यालाई फ्याक्टर गर्न, तपाईंलाई कम्तिमा n qubits चाहिन्छ।

हालको अधिकतम: ५० क्यूबिट्स (पहिले नै 72?)। र वास्तवमा, 50 qubits सीमा हो। क्वान्टम कम्प्युटर सिमुलेशन को सीमा। सिद्धान्तमा, हामी शास्त्रीय कम्प्युटरहरूमा कुनै पनि संख्याको क्यूबिटहरू सिमुलेट गर्न सक्छौं। अभ्यासमा, एउटा सिमुलेशनमा एउटा क्यूबिट थप्नको लागि क्लासिकल कम्प्युटरहरूलाई दोब्बर बनाउन आवश्यक छ। यसमा हरेक वर्ष qubits दोब्बर हुने हल्लाहरू थप्नुहोस्, र आफैलाई प्रश्न सोध्नुहोस्: 25651210242048 qubits को लागि एल्गोरिदम कसरी डिबग गर्ने? त्यहाँ कुनै सिम्युलेटर छैन; तपाईंले क्वान्टम प्रोसेसरमा ब्रेक पोइन्ट सेट गर्न सक्नुहुन्न।

कोहेरेन्स होल्डिङ टाइम (डिकोहेरेन्स समय)

एकता र समन्वय एउटै कुरा होइन । म काम गर्ने मेमोरी पुनरुत्थानसँग समन्वय तुलना गर्न चाहन्छु। RAM स्ट्रिपमा अरबौं कक्षहरू छन्, प्रत्येकमा चार्ज, शून्य वा एक। यो शुल्क एक धेरै रोचक गुण छ - यो नाली। सुरुमा "इकाई" सेल ०.९९ सेल, त्यसपछि ०.९८ सेल, र यस्तै हुन्छ। तदनुसार, ०.०१, ०.०२, ०.०३ शून्यमा जम्मा हुन्छन्... यो शुल्कलाई नवीकरण गर्नुपर्छ, "पुनः उत्पन्न" गर्नुपर्छ। आधा भन्दा कम शून्यमा रिसेट गरिएको छ, बाँकी सबै एकमा धकेलिएको छ।

क्वान्टम प्रोसेसरहरू पुन: उत्पन्न गर्न सकिँदैन। तदनुसार, त्यहाँ सबै गणनाहरूको लागि एक चक्र छ, पहिलो "लीक" क्यूबिट सम्म। पहिलो "ड्रिप" अघिको समयलाई डिकोहेरेन्स टाइम भनिन्छ। कोहेरेन्स एक अवस्था हो जब qubits अझै "लीक" भएको छैन। यो छ तपाईं अलि बढी वयस्क व्याख्याहरू हेर्न सक्नुहुन्छ।

Decoherence qubits को संख्या संग सम्बन्धित छ: अधिक qubits, अधिक कठिन यो संगतता कायम गर्न को लागी छ। अर्कोतर्फ, यदि तपाइँसँग ठूलो संख्यामा qubits छ भने, तपाइँ ती मध्ये केही प्रयोग गर्न सक्नुहुन्छ decoherence सँग सम्बन्धित त्रुटिहरू सच्याउन। यहाँबाट पछ्याउँछकि qubits को संख्या आफैमा केहि समाधान गर्दैन। तपाईं qubits को संख्या दोब्बर गर्न सक्नुहुन्छ र ती मध्ये 90% decoherence फिक्स गर्न खर्च गर्न सक्नुहुन्छ।

यो जहाँ तार्किक qubit को अवधारणा खेल मा आउँछ। सामान्य रूपमा भन्नुपर्दा, यदि तपाईंसँग 100 qubits भएको प्रोसेसर छ, तर ती मध्ये 40 वटा डिकोहेरेन्स फिक्स गर्ने लक्ष्यमा छन् भने, तपाईंसँग 60 तार्किक क्विटहरू बाँकी छन्। जसमा तपाईंले आफ्नो एल्गोरिदम कार्यान्वयन गर्नुहुन्छ। तार्किक qubits को अवधारणा अब बरु सैद्धांतिक छ; मैले व्यक्तिगत रूपमा व्यावहारिक कार्यान्वयनको बारेमा सुनेको छैन।

त्रुटिहरू र तिनीहरूको सुधार

क्वान्टम प्रोसेसरहरूको अर्को समस्या। यदि तपाईंले qubit उल्टाउनुभयो भने, त्यहाँ 2% सम्भावना छ कि अपरेशन असफल हुनेछ। यदि तपाईंले 2 qubits समाहित गर्नुभयो भने, त्रुटि दर 8% सम्म हुन्छ। 256-बिट नम्बर लिनुहोस्, यसलाई SHA-256 मा ह्यास गर्नुहोस्, अपरेशनहरूको संख्या गणना गर्नुहोस्, त्रुटि बिना यी सबै कार्यहरू प्रदर्शन गर्ने सम्भाव्यता गणना गर्नुहोस्।

गणितज्ञहरूले समाधान प्रदान गर्छन्: त्रुटि सुधार। त्यहाँ एल्गोरिदमहरू छन्। 2 तार्किक क्विटहरूको एउटा उलझन लागू गर्न 100.000 भौतिक क्विटहरू चाहिन्छ। अन्त आउन धेरै समय लाग्दैन।

प्रोसेसर वास्तुकला

कडा शब्दमा, त्यहाँ कुनै क्वान्टम कम्प्युटरहरू छैनन्। त्यहाँ केवल क्वान्टम प्रोसेसरहरू छन्। काम गर्ने समय मिलिसेकेन्डमा सीमित हुँदा तपाईंलाई किन RAM चाहिन्छ? म Q# मा प्रोग्राम गर्छु, तर यो उच्च स्तरको भाषा हो। आफैलाई 15 क्विटहरू आवंटित गर्नुहोस्, र तिनीहरूसँग जे चाहानुहुन्छ गर्नुहोस्। उनी चाहन्थे, पहिलो क्विटलाई दशौंसँग अल्झाउन। वांछित - पहिलो छवटा भ्रमित।

वास्तविक प्रोसेसरमा त्यस्तो स्वतन्त्रता छैन। मैले पहिलो क्यूबिटलाई 15 सँग जोड्न सोधें - कम्पाइलरले 26 अतिरिक्त अपरेशनहरू उत्पन्न गर्नेछ। यदि तपाईं भाग्यमानी हुनुहुन्छ भने। यदि तपाईं अशुभ हुनुहुन्छ भने, यसले सय उत्पन्न गर्नेछ। तथ्य यो हो कि एक qubit मात्र आफ्नो छिमेकीहरु संग अलमल हुन सक्छ। मैले प्रति क्विट 6 भन्दा बढी छिमेकीहरू देखेको छैन। सिद्धान्तमा, त्यहाँ कम्पाइलरहरू छन् जसले क्वान्टम प्रोग्रामहरूलाई अनुकूलन गर्दछ, तर तिनीहरू अझै पनि सैद्धान्तिक छन्।

प्रत्येक प्रोसेसरसँग निर्देशनहरूको फरक सेट छ, र qubits बीचको जडानहरू फरक छन्। एक आदर्श संसारमा, हामीसँग स्वेच्छाचारी Rx, Ry, Rz, र तिनीहरूका संयोजनहरू छन्, साथै दर्जनौं सुविधाहरूमा आधारित नि: शुल्क उलझन, साथै स्वैप: अपरेटरहरूलाई हेर्नुहोस्। Quirk। वास्तवमा, हामीसँग क्विटहरूको धेरै जोडीहरू छन्, र CNOT (q[0], q[1]) को इन्टङ्गलमेन्टको लागि एक अपरेशनको लागत लाग्छ, र CNOT(q[1], q[0]) ले 7 लिन्छ। र सुसंगतता पग्लन्छ।। ।

मूल्य, उपलब्धता, मर्मत सर्तहरू, परिशोधन समय, प्रोग्रामिङ उपकरणहरू ...

मूल्यहरू विज्ञापन गरिएको छैन, औसत नागरिकको लागि उपलब्धता शून्यको नजिक छ, मूल्यह्रास समय अभ्यासमा गणना गरिएको छैन, प्रोग्रामिङ उपकरणहरू उनीहरूको बाल्यकालमा मात्र छन्। arxiv.org मा कागजात।

त्यसोभए नयाँ क्वान्टम कम्प्युटर जारी गर्दा तपाईलाई विशेषज्ञहरूबाट के जानकारी चाहिन्छ?

माथिको सूची बाहेक, मलाई विकल्पहरू मनपर्छ PerlPower и Alter2:

यदि नयाँ क्वान्टम कम्प्युटरको बारेमा प्रत्येक लेख मात्र दुई विशेषताहरू - मात्रा संग सुरु भयो एक साथ entangled qubits, र qubit अवधारण समय।

वा अझ राम्रो - साधारण बेन्चमार्क चलाउन लाग्ने समयबाट, उदाहरणका लागि, नम्बर 91 को प्रमुख कारकहरू फेला पार्न।

स्रोत: www.habr.com

क्वान्टम कम्प्युटर को विशेषताहरु