Dlaczego szacowanie zasobów jest ważne?
W obliczeniach kwantowych szacowanie zasobów to możliwość zrozumienia zasobów wymaganych do uruchomienia danego algorytmu. Zasoby to na przykład liczba kubitów, liczba bram kwantowych i czas przetwarzania.
W tej lekcji dowiesz się, dlaczego szacowanie tych zasobów jest ważne w obliczeniach kwantowych.
Jak długo trwa uruchamianie algorytmu kwantowego?
Komputery kwantowe mają potencjał zalet kwantowych, aby rozwiązać niektóre problemy naukowe i komercyjne. Na przykład jedną z najważniejszych aplikacji do obliczeń kwantowych jest przerwanie szyfrowania. Algorytm szyfrowania RSA opiera się na trudnościach z faktorowaniem dużych liczb. Komputer kwantowy może wykładniczo szybciej rozkładać duże liczby na czynniki niż komputer klasyczny. Pytanie brzmi więc, jak długo trwa uruchamianie algorytmu kwantowego, który przerywa szyfrowanie na rzeczywistym komputerze kwantowym? Albo innymi słowy, jak długo moje hasła są bezpieczne?
Prawda jest taka, że wymagane zasoby potrzebne do uruchomienia algorytmu kwantowego na przyszłym skalowanym komputerze kwantowym różnią się w różnych scenariuszach obliczeniowych na podstawie typu kubitów, schematu poprawek błędów i innych wyborów projektowych architektury. Narzędzie do szacowania zasobów usługi Azure Quantum to narzędzie, które ułatwia oszacowanie zasobów potrzebnych do uruchomienia algorytmu kwantowego dla przyszłego skalowanego komputera kwantowego. Na przykład narzędzie do szacowania zasobów usługi Azure Quantum może oszacować zasoby potrzebne do przerwania określonego algorytmu szyfrowania.
Na diagramie przedstawiono szacowane środowisko uruchomieniowe i liczbę kubitów potrzebnych do przerwania różnych algorytmów szyfrowania dla różnych typów kubitów. Na diagramie przedstawiono następujące elementy:
- Klasyczne algorytmy szyfrowania, które są RSA (niebieski), Krzywa eliptyczna (zielona) i Advanced Encryption Standard (czerwony).
- Kluczowa moc, ustawiona na najwyższy poziom.
- Typy kubitów, które są topologiczne (okrąg) i nadprzewodzące (trójkąt).
- Szybkość błędów kubitu, która jest ustawiona na rozsądną wartość.
Diagram pokazuje, że liczba kubitów i środowiska uruchomieniowego potrzebnego do przerwania algorytmu szyfrowania Advanced Encryption Standard (AES) jest znacznie większa niż liczba kubitów i środowiska uruchomieniowego potrzebnego do przerwania algorytmów krzywej Elliptic i RSA. Na diagramie pokazano również, że liczba kubitów oraz czas wykonania potrzebny do złamania dowolnego algorytmu szyfrowania jest większa w przypadku kubitów nadprzewodnikowych niż kubitów topologicznych. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat diagramu, zobacz Analizowanie protokołów kryptograficznych za pomocą narzędzia do szacowania zasobów.
Mając to na uwadze, narzędzie do szacowania zasobów kwantowych platformy Azure pomaga przeanalizować wpływ obliczeń kwantowych na zabezpieczenia niektórych klasycznych metod szyfrowania i przygotować się na bezpieczną kwantowo przyszłość.
Dlaczego szacowanie zasobów jest ważne w obliczeniach kwantowych?
Zrozumienie wpływu wyborów projektowych architektury i schematów poprawek błędów kwantowych 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?
Narzędzie do szacowania zasobów pomaga zrozumieć, ile kubitów jest potrzebnych do uruchomienia aplikacji, jak długo potrwa uruchomienie i które technologie kubitów lepiej nadają się do rozwiązania określonego problemu. Zrozumienie tych wymagań umożliwi przygotowanie i udoskonalenie rozwiązań kwantowych do uruchamiania na przyszłych skalowanych maszynach kwantowych.
Następnie dowiesz się więcej na temat narzędzia do szacowania zasobów usługi Azure Quantum oraz sposobu dostosowywania go w celu oszacowania zasobów potrzebnych do uruchomienia algorytmu kwantowego.