Proč je odhad zdrojů důležitý?
V kvantových výpočtech je odhad prostředků schopnost pochopit prostředky, které jsou potřeba ke spuštění daného algoritmu. Prostředky jsou například počet qubitů, počet kvantových bran a doba zpracování.
V této lekci se dozvíte, proč je odhad těchto prostředků důležitý v kvantových výpočtech.
Jak dlouho trvá spuštění kvantového algoritmu?
Kvantové počítače mají potenciál kvantových výhod k řešení některých vědeckých a komerčně cenných problémů. Jedním z nejlepších aplikací pro kvantové výpočty je například přerušení šifrování. Šifrovací algoritmus RSA je založen na složitosti faktoringu velkých čísel. Kvantový počítač může faktorizovat velká čísla exponenciálně rychleji než klasický počítač. Takže otázka je, jak dlouho trvá spuštění kvantového algoritmu, který přeruší šifrování na skutečném kvantovém počítači? Nebo jinými slovy, jak dlouho jsou moje hesla zabezpečená?
Pravda je, že požadované prostředky potřebné ke spuštění kvantového algoritmu v budoucím kvantovém počítači se liší v různých výpočetních scénářích na základě typu qubitů, schématu oprav chyb a dalších možností návrhu architektury. Estimátor prostředků Azure Quantum je nástroj, který vám pomůže odhadnout prostředky potřebné ke spuštění kvantového algoritmu pro budoucí škálovaný kvantový počítač. Estimátor prostředků Azure Quantum může například odhadnout prostředky potřebné k přerušení konkrétního šifrovacího algoritmu.
Diagram znázorňuje odhadovanou dobu běhu a počet qubitů potřebných k prolomení různých šifrovacích algoritmů pro různé typy qubitů. Diagram znázorňuje následující:
- Klasické šifrovací algoritmy, které jsou RSA (modrá), tři tečky (zelená) a Advanced Encryption Standard (červená).
- Klíčová síla, nastavená na nejvyšší.
- Typy qubitů, které jsou topologické (kruh) a superkonduktivní (trojúhelník).
- Míra chyb qubitu, která je nastavená na rozumnou hodnotu.
Diagram ukazuje, že počet qubitů a modulu runtime potřebných k přerušení šifrovacího algoritmu AES (Advanced Encryption Standard) je výrazně vyšší než počet qubitů a modulu runtime potřebných k přerušení algoritmů Elliptic Curve a RSA. Diagram také ukazuje, že počet qubitů a modulu runtime potřebných k přerušení jakéhokoli šifrovacího algoritmu je vyšší pro superkondukční qubity než pro topologické qubity. Pokud se chcete dozvědět více o diagramu, přečtěte si téma Analyzovat kryptografické protokoly pomocí nástroje pro odhad prostředků.
S ohledem na to vám estimátor prostředků Azure Quantum pomůže analyzovat dopad kvantových výpočtů na zabezpečení některých klasických metod šifrování a připravit se na kvantově bezpečnou budoucnost.
Proč je odhad prostředků při kvantových výpočtech důležitý?
Pochopení dopadu možností návrhu architektury a schémat oprav kvantových chyb pro konkrétní aplikace je důležitou výzvou. Musíte odpovědět na několik otázek; Například jak velký musí být kvantový počítač k dosažení praktické kvantové výhody? Jak dlouho výpočet trvá? Jsou některé qubitové technologie vhodnější než jiné k vyřešení problému, který chcete vyřešit? Jaké jsou nejlepší volby architektury v hardwarových a softwarových stackech pro podporu škálovaných kvantových výpočtů?
Estimátor prostředků vám pomůže pochopit, kolik qubitů je potřeba ke spuštění aplikace, jak dlouho bude trvat spuštění a které technologie qubitu jsou vhodnější k řešení konkrétního problému. Porozumění těmto požadavkům vám umožní připravit a upřesnit kvantová řešení tak, aby běžela v budoucnu a škálovaných kvantových počítačích.
V dalším kroku se seznámíme s estimátorem prostředků Azure Quantum a s tím, jak ho přizpůsobit tak, aby odhadl prostředky potřebné ke spuštění kvantového algoritmu.