Pastaraisiais metais laikraščiuose dažnai pasirodydavo incidentų, susijusių su universaliais kvantiniais kompiuteriais. Tokios kompanijos kaip IBM (International Business Machines), Google ir Intel suskubo paskelbti, kad baigė daugiau kubitų, tačiau yra dešimtys ar net daug kubitų. Jei nėra visiško sujungimo, tikslumas yra nepakankamas ir klaidų negalima ištaisyti, bendrosios paskirties kvantinis skaičiavimas vis dar sunkiai pasiekiamas.
Priešingai, kvantinio skaičiavimo modeliavimas gali iš karto sukurti kvantinės sistemos programinę įrangą, nesiremiant sudėtingomis kvantinėmis korekcijomis. Kaip galingo optimizavimo algoritmo, imituojančio kvantinį skaičiavimą, branduolys, kvantinis vaikščiojimas dvimatėje erdvėje gali suderinti kasdienes specialių skaičiavimų užduotis su abipusio sujungimo koeficiento drenažo matrica kvantinės evoliucijos erdvėje. Kai kvantinės evoliucijos valdymo sistema gali būti pakankamai didelė ir gali būti lanksčiai suprojektuota, ji gali būti naudojama daugeliui optimizavimo algoritmų ir skaičiavimo užduočių atlikti, parodant didelį našumą daug geriau nei tradiciniai kompiuteriai.
Kuo kvantinis lustas skiriasi nuo dabartinio integruotos grandinės lusto?
Kvantiniai lustai atlieka kvantinį skaičiavimą, o duomenų integrinių grandinių lustai atlieka duomenų skaičiavimus. Abu žetonai yra skirtingi.
Duomenų integruotos grandinės luste didelės ir mažos galios dažniai yra 0 ir 1 dvejetainiame algoritme, o loginiai vartai, sudaryti iš tranzistorių ir MOS tranzistorių, naudojami logistinių operacijų atlikti.
Skirtingai nuo integrinių grandinių lustų, kvantiniai lustai turi atlikti kvantinius skaičiavimus. Dvi skirtingos kvantinės būsenos |0> ir |1> kvantinio optimizavimo algoritme yra 0 ir 1. Kvantiniai skaičiavimai, atliekami kvantinių lustų, taip pat turi turėti santykinius kvantinės logikos vartus, palyginti su skaitmeninės grandinės dizainu, gali atlikti superpozicijos būsenos skaičiavimą ir superpozicijos būsenos saugojimą.
Čia daugiausia paaiškinsiu superpozicijos būsenos skaičiavimą ir saugojimą.
Kad funkcija f(x), turime pateikti 100 x reikšmes ir gauti 100 rezultatų. Norėčiau paklausti, kiek kartų reikia išmatuoti?
Klasikiniame skaičiavime atsakymas yra labai paprastas. Jis skaičiuoja 100 kartų ir skaičiuojamas vieną kartą su x reikšme.
Tačiau apskaičiuojant kvantinį lustą, jį reikia suskaičiuoti tik vieną kartą.
Kadangi kvantinio lusto skaičiavimo etape matavimo modulis yra kubitas, sudarytas iš kvantinių būsenų, todėl visos x vertės yra kiekybiškai įvertintos, o 100 x vertės gali būti sukauptos į mišrią būseną, kurią galima išmatuoti vieną kartą kvantiniame luste. Galima gauti mišrią 100 rezultatų būseną, o tada per tam tikrą tikslų matavimą galima gauti x vertę atitinkantį rezultatą.
Tada atitinkama superpozicijos būsenos saugykla yra lengviau suprantama, 100 x vertės gali būti sumaišytos į vieną saugojimo būseną, o ne į 100 saugyklų.
Dabar, kai kvantiniai lustai ir integrinių grandinių lustai atlieka visiškai skirtingus skaičiavimus, skirtumas tarp atitinkamų komponentų tampa dar didesnis. Kvantinio lusto pranašumas priklauso nuo daugelio pradinių verčių kvantinių būsenų kaupimosi, o tai pagerina skaičiavimo efektyvumą.
Kuris iš jų yra stipresnis, fotoninis lustas ar kvantinis lustas?
Fotoninis lustas ir kvantinis lustas yra du apibrėžimai, nėra skirtumo tarp aukšto ir mažo. Fotoninis lustas naudoja ryškią puslaidininkių medžiagų technologiją, kad sukeltų nuolatinę lazerio šviesą ir skatintų kitus silicio fotoninius komponentus; kvantinis lustas integruoja kvantinį maršrutą silicio luste, taip įdiegdamas kvantinės informacijos išteklių valdymo vaidmenį.
Fotoninis lustas gali integruoti šviečiantis indžio fosfido savybes ir silicio optinių maršrutizatorių darbinį pajėgumą į vieną hibridinį lustą. Kai srovė pridedama prie indžio fosfido, įvedamos šviesos bangos, patenkančios į monokristalinį silicio lustą, todėl nuolatinis Šio tipo lazeris gali vairuoti kitus silicio fotoninius komponentus.
Šio tipo lazerinė įranga, pagrįsta monokristaliniais silicio plokštelėmis, gali padaryti fotoninius lustus dažniau naudojamus kompiuteriuose. Didelio masto silicio gamybos technologijos pasirinkimas gali labai sumažinti fotoninių lustų kainą. Kvantinių lustų susidarymas priskiriamas kvantinių kompiuterių kūrimui. Norėdami užbaigti pramoninės struktūros komercializaciją ir atnaujinimą, kvantiniai kompiuteriai turi eiti integracijos keliu. Superlaidininkų sistemos programinė įranga, puslaidininkių medžiaga kvantinių taškų sistemos programinė įranga, mikrostruktūros fotonikos sistemos programinė įranga ir net atominės ir teigiamos jonų sistemos - visi nori eiti lustų keliu.
Žvelgiant iš lustinio kelio plėtros tendencijos perspektyvos, superlaidininko kvantinių lustų sistema technologiškai lenkia kitas fizikos sistemas; tradicinė puslaidininkių lustų medžiaga, ty kvantinių taškų sistemos programinė įranga, taip pat yra bendras kiekvieno pastangų ištirti tikslas. Puslaidininkių lustų medžiagų pramonės plėtra jau seniai yra tobula. Pavyzdžiui, kai puslaidininkinės medžiagos kvantinis lustas padidina gedimams atseklaus mechanizmo kvantinio lusto skaičiavimo slenkstį, kalbant apie dekoherencijos laiką ir manipuliavimo tikslumą, tikimasi, kad esamas tradicinės puslaidininkių lustų pramoninės gamybos poveikis bus labai integruotas. Sumažinti projekto išlaidas.