Varför är resursuppskattning viktigt?
Inom kvantberäkning är resursuppskattning möjligheten att förstå de resurser som krävs för att köra en viss algoritm. Resurserna är till exempel antalet kvantbitar, antalet kvantgrindar och bearbetningstiden.
I den här lektionen får du lära dig varför uppskattningen av dessa resurser är viktig inom kvantberäkning.
Hur lång tid tar det att köra en kvantalgoritm?
Kvantdatorer har potentialen av kvantfördelar för att lösa vissa vetenskapligt och kommersiellt värdefulla problem. Ett av de främsta programmen för kvantberäkning är till exempel att bryta krypteringen. RSA-krypteringsalgoritmen baseras på svårigheten att räkna ut stora tal. En kvantdator kan räkna ut stora tal exponentiellt snabbare än en klassisk dator. Frågan är alltså hur lång tid det tar att köra en kvantalgoritm som bryter krypteringen på en riktig kvantdator? Eller med andra ord, hur länge är mina lösenord säkra?
Sanningen är att de resurser som krävs för att köra en kvantalgoritm på en framtida skalbar kvantdator varierar för olika beräkningsscenarier baserat på typen av kvantbitar, felkorrigeringsschemat och andra designval för arkitektur. Azure Quantum Resource Estimator är ett verktyg som hjälper dig att beräkna de resurser som behövs för att köra en kvantalgoritm för en framtida skalbar kvantdator. Azure Quantum Resource Estimator kan till exempel uppskatta de resurser som behövs för att bryta en viss krypteringsalgoritm.
Diagrammet visar den uppskattade körningen och antalet kvantbitar som behövs för att bryta olika krypteringsalgoritmer för olika kvantbitstyper. Diagrammet visar följande:
- Klassiska krypteringsalgoritmer, som är RSA (blå), Elliptic Curve (grön) och Advanced Encryption Standard (röd).
- Nyckelstyrka, som är inställd på högst.
- Qubittyper, som är topologiska (cirkel) och supraledande (triangel).
- Kvantbitsfelfrekvens, som är inställd på en rimlig nivå.
Diagrammet visar att antalet kvantbitar och körning som krävs för att bryta krypteringsalgoritmen advanced encryption standard (AES) är betydligt högre än det antal kvantbitar och körning som krävs för att bryta Elliptic Curve- och RSA-algoritmerna. Diagrammet visar också att antalet kvantbitar och körning som krävs för att bryta krypteringsalgoritmer är högre för superledande kvantbitar än för topologiska kvantbitar. Om du vill veta mer om diagrammet kan du läsa Analysera kryptografiska protokoll med Resource Estimator-.
Med detta i åtanke hjälper Azure Quantum Resource Estimator dig att analysera effekten av kvantberäkning på säkerheten för vissa klassiska krypteringsmetoder och förbereda dig för en kvantsäker framtid.
Varför är resursuppskattning viktigt inom kvantberäkning?
Att förstå effekten av arkitekturdesignval och kvantfelkorrigeringsscheman för specifika program är en viktig utmaning. Du måste svara på flera frågor; Hur stor behöver en kvantdator till exempel vara för att uppnå praktisk kvantfördel? Hur lång tid tar beräkningen? Är vissa qubit-tekniker bättre lämpade än andra för att lösa det problem du vill lösa? Vilka är de bästa arkitekturvalen i maskinvaru- och programvarustackarna för att stödja skalbar kvantberäkning?
Resursestimatorn hjälper dig att förstå hur många kvantbitar som behövs för att köra ett program, hur lång tid det tar att köra och vilka qubittekniker som passar bättre för att lösa ett specifikt problem. Om du förstår dessa krav kan du förbereda och förfina kvantlösningar som ska köras på framtida, skalbara kvantdatorer.
Nu ska vi lära oss mer om Azure Quantum Resource Estimator och hur du anpassar den för att uppskatta de resurser som behövs för att köra en kvantalgoritm.