Szacowanie zasobów w obliczeniach kwantowych
W obliczeniach kwantowych szacowanie zasobów to możliwość zrozumienia zasobów wymaganych dla danego algorytmu. Zasoby będą liczbą kubitów, liczbą bram kwantowych lub czasem przetwarzania. Wymagane zasoby różnią się w różnych scenariuszach obliczeniowych na podstawie typu schematu korekty błędów i innych parametrów.
Dlaczego szacowanie zasobów jest ważne?
Komputery kwantowe mają potencjał zalet kwantowych, aby rozwiązać niektóre problemy naukowe i komercyjne. Mogą one przewyższać każdy klasyczny komputer. Aby uzyskać przewagę kwantową, musisz mieć obliczenia kwantowe odporne na błędy na dużą skalę; oznacza to, że komputer kwantowy, który może zezwalać na dużą liczbę kubitów w superpozycji i z fizyczną szybkością błędów poniżej określonego progu. Dzięki zastosowaniu schematów QEC informacje kwantowe są chronione przed błędami spowodowanymi przez oddzielenie i szum kwantowy.
Operacje kwantowe na poziomie fizycznym są hałaśliwe. Długie obliczenia wymagane dla praktycznej przewagi kwantowej wymagają korekty błędów w celu osiągnięcia odporności na uszkodzenia. QEC jest zarówno czasochłonny, jak i intensywnie korzystający z przestrzeni. Wymaga to zwiększonego czasu wykonywania dla operacji na poziomie algorytmu lub na poziomie logicznym oraz dodatkowej liczby kubitów fizycznych do przechowywania i przetwarzania informacji na poziomie logicznym.
Zrozumienie wpływu wyborów projektowych architektury i schematów QEC dla określonych aplikacji jest ważnym wyzwaniem. Musisz odpowiedzieć na kilka pytań; na przykład jak duży jest komputer kwantowy, aby osiągnąć praktyczną przewagę kwantową? Jak długo trwa obliczanie? Czy niektóre technologie kubitu są lepiej dopasowane niż inne, aby rozwiązać problem, który chcesz rozwiązać? Jakie są najlepsze opcje architektury w stosach sprzętowych i programowych do obsługi skalowanych obliczeń kwantowych?
Szacowanie czasu działania, liczby kubitów i innych zasobów, które mają być używane w realistycznych modelach komputerów kwantowych, jest pierwszym krokiem w celu zmniejszenia tych wymagań dotyczących zasobów. Szacowanie zasobów pozwala zrozumieć różnice między technologiami kubitów, dzięki czemu można przygotować i udoskonalić rozwiązania kwantowe do uruchamiania na skalowanych maszynach kwantowych w przyszłości.
Następnie dowiesz się więcej o narzędziu Azure Quantum, którego można użyć do oszacowania zasobów algorytmu kwantowego.