Kaynak tahmini neden önemlidir?
Kuantum bilişiminde kaynak tahmini, belirli bir algoritmayı çalıştırmak için gereken kaynakları anlama özelliğidir. Kaynaklar, örneğin kubit sayısı, kuantum geçitlerinin sayısı ve işlem süresidir.
Bu ünitede, kuantum bilgisayarda bir algoritma çalıştırmadan önce bu kaynakları tahmin etme işleminin neden önemli olduğunu öğreneceksiniz.
Kuantum algoritmasını çalıştırmak ne kadar sürer?
Kuantum bilgisayarlar, bilimsel ve ticari açıdan değerli sorunları çözmek için kuantum avantajı potansiyeline sahiptir. Örneğin, kuantum bilişiminin en önemli uygulamalarından biri şifrelemeyi kesmektir. RSA şifreleme algoritması, çok büyük bir sayıyı iki büyük asal sayının çarpımına katmak için ne kadar zor olduğunu temel alır. Kuantum bilgisayar, büyük sayıları klasik bir bilgisayardan çok daha hızlı görüntüleyebilir.
Asıl soru, gerçek bir kuantum bilgisayarda şifrelemeyi bozan bir kuantum algoritması çalıştırmak ne kadar sürer? Başka bir deyişle, parolalarım iyi kuantum bilgisayarlara sahip bir dünyada hala güvenli mi?
Gerçek şu ki, gelecekte ölçeklendirilecek bir kuantum bilgisayarda kuantum algoritması çalıştırmak için ihtiyacınız olan kaynaklar farklı hesaplama senaryoları için farklılık gösterir. Kaynak gereksinimlerini etkileyen faktörler kubit türünü, hata düzeltme düzenini ve diğer mimari tasarım seçeneklerini içerir.
Microsoft Quantum kaynak tahmin aracı, gelecekteki ölçeklendirilmiş bir kuantum bilgisayar için kuantum algoritması çalıştırmak için ihtiyacınız olan kaynakları tahmin etmenize yardımcı olan bir araçtır. Örneğin, kaynak tahmin aracı belirli bir şifreleme algoritmasını kesmek için gereken kaynakları tahmin edebilir.
Aşağıdaki diyagramda, farklı kubit türleri için farklı şifreleme algoritmalarını kesmek için gereken tahmini çalışma zamanı ve kubit sayısı gösterilmektedir. Diyagramın bileşenleri şunlardır:
- RSA (mavi), Üç Nokta Eğrisi (yeşil) ve Gelişmiş Şifreleme Standardı (kırmızı) olan klasik şifreleme algoritmaları.
- Anahtar gücü, en yüksek olarak ayarlanır.
- Topolojik (daire) ve süper iletken (üçgen) kubit türleri.
- Kubit hata oranı, makul olarak ayarlanır.
Diyagramda Gelişmiş Şifreleme Standardı (AES) şifreleme algoritmasını bozmak için gereken kubit ve çalışma zamanı sayısının Eliptik Eğri ve RSA algoritmalarından önemli ölçüde daha yüksek olduğu gösterilmektedir. Diyagramda ayrıca, süper iletken kubitler için üç şifreleme algoritmasını da kesmek için gereken kaynakların topolojik kubitlere göre daha yüksek olduğu gösterilmektedir. Diyagram hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız bkz. Kaynak tahmin aracıyla şifreleme protokollerini analiz etme.
Bunu göz önünde bulundurarak kaynak tahmin aracı, kuantum bilişiminin bazı klasik şifreleme yöntemlerinin güvenliği üzerindeki etkisini analiz edip kuantum güvenli bir geleceğe hazırlanmanıza yardımcı olur.
Kuantum bilişiminde kaynak tahmini neden önemlidir?
Belirli uygulamalar için donanım mimarisi tasarım seçimlerinin ve kuantum hata düzeltme düzenlerinin etkisini anlamak önemlidir. Kaynak tahmini, birkaç soruyu yanıtlamanıza olanak tanır. Örneğin, bir kuantum bilgisayarın pratik kuantum avantajı elde etmek için ne kadar büyük olması gerekir? Hesaplama ne kadar sürer? Bazı kubit teknolojileri, çözmek istediğiniz sorun için diğerlerinden daha mı uygun? Ölçeklendirilmiş kuantum hesaplamasını desteklemek için donanım ve yazılım yığınlarındaki en iyi mimari seçenekleri nelerdir?
Kaynak tahmin aracı, bir uygulamayı çalıştırmak için kaç kubit gerektiğini, uygulamanın çalıştırılmasının ne kadar süreceğini ve belirli bir sorunu çözmek için hangi kubit teknolojilerinin daha uygun olduğunu anlamanıza yardımcı olur. Bu gereksinimleri anladığınızda, kuantum çözümlerini gelecekteki, ölçeklendirilmiş kuantum makinelerinde çalışacak şekilde hazırlayabilir ve geliştirebilirsiniz.