Ressourcenschätzung beim Quantencomputing
Beim Quantencomputing bietet die Ressourcenschätzung die Möglichkeit, die Ressourcen zu ermitteln, die für einen bestimmten Algorithmus erforderlich sind. Die Ressourcen sind die Anzahl der Qubits, die Anzahl der Quantengates oder die Verarbeitungszeit. Die erforderlichen Ressourcen variieren je nach Art des Fehlerkorrekturschemas und anderer Parameter für verschiedene Berechnungsszenarien.
Warum ist die Ressourcenschätzung wichtig?
Quantencomputer haben das Potenzial eines Quantenvorteils, um einige wissenschaftlich und wirtschaftlich wertvolle Probleme zu lösen. Sie können jeden klassischen Computer übertreffen. Um einen Quantenvorteil zu erzielen, benötigen Sie einen großen, fehlertoleranten Quantencomputer, d. h. einen Quantencomputer, der in der Lage ist, eine große Anzahl von Qubits in Überlagerung zuzulassen, und dessen physikalische Fehlerrate unter einem bestimmten Schwellenwert liegt. Durch die Anwendung von QEC-Schemas wird die Quanteninformation vor Fehlern geschützt, die durch Dekohärenz und Quantenrauschen verursacht werden.
Quantenvorgänge auf der physikalischen Ebene sind verrauscht. Die langen Berechnungen, die für den praktischen Quantenvorteil erforderlich sind, erfordern eine Fehlerkorrektur, um Fehlertoleranz zu erreichen. QEC ist zeit- und raumintensiv. Sie erfordert eine längere Ausführungszeit für Vorgänge auf Algorithmusebene oder logischer Ebene und eine zusätzliche Anzahl von physischen Qubits, um Informationen auf logischer Ebene zu speichern und zu berechnen.
Das Verständnis der Auswirkungen von Architekturentwurfsoptionen und QEC-Schemas für bestimmte Anwendungen ist eine wichtige Herausforderung. Sie müssen verschiedene Fragen beantworten, z. B.: Wie groß muss ein Quantencomputer sein, um praktische Quantenvorteile zu erzielen? Wie lange dauert die Berechnung? Sind einige Qubittechnologien besser geeignet als andere, um das Problem zu lösen, das Sie lösen möchten? Welches sind die besten Architekturoptionen für die Hardware- und Softwarestapel, um skalierte Quantenberechnungen zu unterstützen?
Die Schätzung der Ausführungszeit, der Anzahl von Qubits und anderer Ressourcen, die in realistischen Modellen von Quantencomputern verwendet werden, ist der erste Schritt zur Reduzierung dieser Ressourcenanforderungen. Die Ressourcenschätzung ermöglicht Ihnen, die Unterschiede zwischen Qubittechnologien zu verstehen, sodass Sie künftig Ihre Quantenlösungen für die Ausführung auf skalierten Quantencomputern vorbereiten und optimieren können.
Als Nächstes erfahren Sie mehr über das Azure Quantum-Tool, mit dem Sie die Ressourcen eines Quantenalgorithmus schätzen können.