Schatting van resources in kwantumcomputing
In kwantumcomputing is het schatten van resources de mogelijkheid om inzicht te krijgen in de resources die vereist zijn voor een bepaald algoritme. De resources zijn het aantal qubits, het aantal kwantumpoorten of de verwerkingstijd. Vereiste resources variëren voor verschillende rekenscenario's op basis van het type foutcorrectieschema en andere parameters.
Waarom is resourceraming belangrijk?
Kwantumcomputers hebben het potentieel van kwantumvoordelen om een aantal wetenschappelijk en commercieel waardevolle problemen op te lossen. Ze kunnen beter presteren dan elke klassieke computer. Als u kwantumvoordelen wilt bereiken, moet u een grootschalige, fouttolerante kwantumcomputer hebben. Dat wil gezegd: een kwantumcomputer die een groot aantal qubits in superpositie kan toestaan, en met een fysieke foutsnelheid onder een bepaalde drempelwaarde. Door de toepassing van QEC-schema's wordt kwantuminformatie beschermd tegen fouten die worden veroorzaakt door decoherentie en kwantumruis.
Kwantumbewerkingen op fysiek niveau zijn luidruchtig. De lange berekeningen die vereist zijn voor praktisch kwantumvoordeel vereisen foutcorrectie om fouttolerantie te bereiken. QEC is zowel tijdrovend als ruimte-intensief. Het vereist een verhoogde uitvoeringstijd voor een bewerking op algoritme- of logisch niveau en een extra aantal fysieke qubits om informatie op logisch niveau op te slaan en te berekenen.
Het is een belangrijke uitdaging om inzicht te krijgen in de impact van architectuurontwerpkeuzen en QEC-schema's voor specifieke toepassingen. Je moet verschillende vragen beantwoorden. Hoe groot moet een kwantumcomputer bijvoorbeeld zijn om praktisch kwantumvoordeel te behalen? Hoe lang duurt de berekening? Zijn sommige qubittechnologieën beter geschikt dan andere technologieën om het probleem op te lossen dat u wilt oplossen? Wat zijn de beste architectuurkeuzes in de hardware- en softwarestacks ter ondersteuning van geschaalde kwantumberekeningen?
Het schatten van de actieve tijd, het aantal qubits en andere resources dat in realistische modellen van kwantumcomputers wordt gebruikt, is de eerste stap om deze resourcevereisten te verminderen. Met resourceschatting kunt u inzicht krijgen in de verschillen tussen qubittechnologieën, zodat u uw kwantumoplossingen kunt voorbereiden en verfijnen om in de toekomst op geschaalde kwantumcomputers uit te voeren.
Meer informatie over het Azure Quantum-hulpprogramma dat u kunt gebruiken om de resources van een kwantumalgoritmen te schatten.