Erőforrás-becslés a kvantum-számítástechnikában
A kvantum-számítástechnikában az erőforrás-becslés képes megérteni az adott algoritmushoz szükséges erőforrásokat. Az erőforrások a qubitek száma, a kvantumkapuk száma vagy a feldolgozási idő. A szükséges erőforrások a hibajavítási séma típusától és más paraméterektől függően különböző számítási forgatókönyvek esetén változnak.
Miért fontos az erőforrás-becslés?
A kvantumszámítógépek kvantumelőnyben is képesek tudományosan és kereskedelmileg értékes problémák megoldására. Bármely klasszikus számítógépet képesek felülmúlni. A kvantumelőny eléréséhez nagy léptékű, hibatűrő kvantumszámítógéppel kell rendelkeznie. Vagyis egy kvantumszámítógép, amely nagy mennyiségű qubitet képes engedélyezni szuperpozícióban, és fizikai hibaaránya egy bizonyos küszöbérték alatt van. A QEC-sémák alkalmazásával a kvantuminformációk védelmet élveznek a koherencia és a kvantumzaj által okozott hibáktól.
A fizikai szinten végzett kvantumműveletek zajosak. A gyakorlati kvantumelőnyhöz szükséges hosszú számítások hibajavítást igényelnek a hibatűrés eléréséhez. A QEC egyszerre időigényes és térigényes. Az algoritmusszintű vagy logikai szintű műveletekhez nagyobb végrehajtási időt, valamint további számú fizikai qubitet igényel az információk logikai szinten való tárolásához és kiszámításához.
Az architektúratervezési döntések és a QEC-sémák adott alkalmazásokra gyakorolt hatásának megértése fontos kihívást jelent. Több kérdésre is válaszolnia kell. Például mekkora méretűnek kell lennie egy kvantumszámítógépnek a gyakorlati kvantumelőny eléréséhez? Mennyi ideig tart a számítás? Egyes qubit-technológiák jobban megfelelnek másoknak a megoldani kívánt probléma megoldásához? Melyek a legjobb architektúralehetőségek a hardver- és szoftververemekben a skálázott kvantumszámítás támogatásához?
A futási idő, a qubitek és a kvantumszámítógépek valósághű modelljeiben használni kívánt egyéb erőforrások számának becslése az első lépés ezeknek az erőforráskövetelményeknek a csökkentéséhez. Az erőforrás-becslés lehetővé teszi a qubit-technológiák közötti különbségek megértését, hogy a kvantummegoldásokat a jövőben skálázott kvantumgépeken való futtatásra készítse elő és finomítsa.
Ezután megismerheti az Azure Quantum eszközt, amellyel megbecsülheti egy kvantum-algoritmus erőforrásait.