量子计算中的资源估算

在量子计算中，资源估算是了解给定算法所需的资源的能力。这些资源包括量子比特数、量子门数或处理时间。根据纠错方案的类型和其他参数，不同的计算方案所需的资源会有所不同。

为什么资源估算很重要？

量子计算机具有量子优势的潜力，可以解决一些科学和商业上有价值的问题。它们可以优于任何经典计算机。若要获得量子优势，必须具有大规模容错的量子计算机。也就是说，量子计算机能够允许大量量子比特叠加，并且物理错误率低于某个阈值。通过应用 QEC 方案，可以防止量子信息因退相干和量子噪声出现错误。

物理级别的量子操作是有噪声的。实际量子优势所需的长计算需要纠错才能实现容错。 QEC 既耗时又占用空间。对于算法级别或逻辑级别操作，需要增加执行时间，并需要额外的物理量子比特数，才能在逻辑级别存储和计算信息。

了解体系结构设计选择和 QEC 方案对特定应用的影响是一个重要的挑战。你必须回答以下几个问题。例如，量子计算机需要多大才能实现实际的量子优势？计算需要多长时间？某些量子比特技术是否比另一些技术更适合解决你想要解决的问题？用于支持缩放量子计算的硬件和软件堆栈的最佳体系结构选择是什么？

估算量子计算机实际模型所用的运行时间、量子比特数和其他资源是降低这些资源要求的第一步。资源估算使你能够了解量子比特技术之间的差异，以便准备和优化量子解决方案，在将来在缩放的量子计算机上运行。

接下来，了解可用于估计量子算法资源的 Azure Quantum 工具。