Kakuatan komputer kuantum diukur dina qubits, unit dasar ukuran dina komputer kuantum. .
Kuring facepalm unggal maca frase kawas kieu. Ieu teu ngakibatkeun nanaon alus, visi kuring mimiti diudar; Geuwat kudu ngalieuk ka Meklon.
Jigana éta waktuna rada systematize parameter dasar tina komputer kuantum. Aya sababaraha di antarana:
- Jumlah qubits
- Waktu tahan kohérénsi (waktu dekoherensi)
- Tingkat kasalahan
- Arsitéktur prosésor
- Harga, kasadiaan, kaayaan pangropéa, waktos amortisasi, alat pamrograman, jsb.
Jumlah qubits
Sagalana jelas di dieu, beuki hadé. Kanyataanna, anjeun kedah mayar qubits, sareng idéal anjeun kedah mésér persis saloba qubits anu diperyogikeun pikeun ngarengsekeun tugas. Pikeun pamekar mesin slot ekslusif, hiji qubit per mesin cukup (pikeun ngahasilkeun randomness). Pikeun "gaya kasar" RSA-2048 - sahenteuna 2048 qubits.
Algoritma kuantum anu paling dipublikasikeun dingaranan Grover sareng Shor. Grover ngidinan Anjeun pikeun "hack" hashes. Pikeun ngadat Bitcoin, anjeun peryogi komputer kalawan sahenteuna 256 qubits on dewan (anjeun bisa maénkeun sabudeureun kalawan pajeulitna Bitcoin, tapi hayu urang lengket kalayan nomer babak ieu). Shor ngidinan Anjeun pikeun faktorize angka. Pikeun faktor sajumlah panjang n digit binér, anjeun peryogi sahenteuna n qubits.
Maksimum ayeuna: 50 qubits (). Sareng kanyataanna, 50 qubit mangrupikeun watesna. Watesan simulasi komputer kuantum. Sacara téori, urang tiasa simulasi sajumlah qubit dina komputer klasik. Dina prakték, nambahkeun hiji qubit kana simulasi merlukeun duka kali komputer klasik. Tambihkeun kana ieu gosip ngeunaan qubit duka kali unggal taun, sareng naroskeun ka diri anjeun patarosan: kumaha debug algoritma pikeun 25651210242048 qubits? Henteu aya simulator; anjeun moal tiasa nyetél titik putus dina prosésor kuantum.
Waktu tahan kohérénsi (waktu dekoherensi)
Kohérénsi jeung kohérénsi téh lain hal anu sarua. Abdi resep ngabandingkeun kohérénsi sareng regenerasi mémori damel. Aya milyaran sél dina strip RAM, unggal boga muatan, enol atawa hiji. muatan ieu boga sipat pisan metot - eta drains. Sél mimitina "unit" janten sél 0.99, teras sél 0.98, sareng saterasna. Sasuai, 0.01, 0.02, 0.03 akumulasi dina nol ... muatan ieu kudu renewed, "regenerated". Naon bae kirang ti satengah reset ka enol, sagalana sejenna kadorong ka hiji.
Prosesor kuantum teu tiasa didamel deui. Sasuai, aya hiji siklus pikeun sakabéh itungan, nepi ka qubit "bocor" munggaran. Waktos sateuacan "netes" kahiji disebut waktos dekohérénsi. Kohérénsi mangrupikeun kaayaan nalika qubit henteu acan "bocor." Anjeun tiasa ningali katerangan anu langkung dewasa.
Decoherence patali jeung jumlah qubits: beuki qubits, beuki hésé pikeun ngajaga kohérénsi. Di sisi séjén, lamun boga angka nu gede ngarupakeun qubits, anjeun tiasa nganggo sababaraha di antarana pikeun ngabenerkeun kasalahan pakait sareng decohérénsi. Ti dieu ngalir kaluaryén jumlah qubits sorangan teu ngajawab nanaon. Anjeun tiasa ngagandakeun jumlah qubit sareng nyéépkeun 90% di antarana pikeun ngalereskeun dekohérénsi.
Ieu dimana konsép qubit logis asalna kana antrian. Sacara kasar, upami anjeun gaduh prosesor kalayan 100 qubit, tapi 40 di antarana ditujukeun pikeun ngalereskeun decohérénsi, anjeun tinggaleun 60 qubit logis. Jalma anu anjeun ngajalankeun algoritma anjeun. Konsep qubit logis ayeuna rada téoritis; Kuring pribadi teu acan uninga ngeunaan palaksanaan praktis.
Kasalahan sareng koreksina
Scourge sejen tina prosesor kuantum. Upami anjeun ngabalikeun qubit, aya kamungkinan 2% yén operasi bakal gagal. Lamun entangle 2 qubits, laju kasalahan nepi ka 8%. Candak angka 256-bit, hash ka SHA-256, cacah jumlah operasi, ngitung probabiliti nedunan ALL operasi ieu tanpa kasalahan.
Matematikawan nyadiakeun solusi: koreksi kasalahan. Aya algoritma. Ngalaksanakeun hiji entanglement tina 2 qubit logis merlukeun 100.000 qubit fisik. Moal lami deui dugi ka tungtungna.
Arsitéktur prosésor
Tegesna, teu aya komputer kuantum. Aya ngan ukur prosesor kuantum. Naha anjeun peryogi RAM nalika waktos damel dugi ka milliseconds? Kuring program dina Q #, tapi mangrupa basa tingkat luhur. Alokasikeun diri anjeun 15 qubit, sareng lakukeun naon waé anu anjeun pikahoyong sareng aranjeunna. Manéhna hayang, entangled qubit kahiji jeung kasapuluh. Dihoyongkeun - bingung kahiji genep.
Dina processor nyata euweuh kabebasan sapertos. Kuring nanya ka entangle qubit munggaran kalayan 15 - compiler bakal ngahasilkeun 26 operasi tambahan. Lamun geus untung. Upami anjeun sial, éta bakal ngahasilkeun saratus. Kanyataan yén qubit ngan bisa jadi entangled kalawan tatanggana na. Kuring geus teu katempo leuwih ti 6 tatanggana per qubit. Sacara prinsip, aya compiler anu ngaoptimalkeun program kuantum, tapi aranjeunna masih rada teoritis.
Unggal processor boga set béda tina parentah, sarta sambungan antara qubits béda. Dina dunya idéal, urang boga Rx sawenang, Ry, Rz, sarta kombinasi maranéhanana, tambah entanglement bébas dumasar kana belasan fitur, tambah Swap: kasampak di operator di . Dina kanyataanana, urang boga sababaraha pasang qubits, sarta entanglement of CNOT (q [0], q [1]) waragad hiji operasi, sarta CNOT (q [1], q [0]) nyokot 7. Jeung kohérénsi melts .. .
Harga, kasadiaan, kaayaan pangropéa, waktos amortisasi, alat pamrograman ...
Harga teu diémbarkeun, kasadiaan ka warga rata-rata deukeut enol, waktu depreciation teu acan diitung dina prakna, parabot programming anu ngan di infancy maranéhanana. Dokuméntasi dina arxiv.org.
Janten inpormasi naon anu anjeun peryogikeun ti para ahli nalika ngaleupaskeun komputer kuantum énggal?
Salian daptar di luhur, kuring resep pilihan tina и :
Lamun ngan unggal artikel ngeunaan komputer kuantum anyar dimimitian ku dua ciri - kuantitas sakaligus qubits entangled, sarta waktu ingetan qubit.
Atawa malah leuwih hadé - ti waktu nu diperlukeun pikeun ngajalankeun patokan basajan, contona, manggihan faktor prima angka 91.
sumber: www.habr.com