Điều đó có nghĩa gì với một máy tính lượng tử có

Tôi muốn mở đầu bằng một tuyên bố từ chối trách nhiệm rằng tôi là một nhà vật lý có kiến ​​thức tối thiểu về phần cứng máy tính. Tôi có một sự hiểu biết vững chắc về thông tin lượng tử từ quan điểm lý thuyết nhưng không có kiến ​​thức về cách nó được thực hiện. Ở đây đi ...

Khi một công ty tự hào rằng có con chip mới nhất có qubit, điều đó chính xác có nghĩa là gì? Tôi có nên nghĩ X là tương tự với 32 hoặc 64 bit trên bộ xử lý thông thường, nghĩa là máy tính lượng tử có thể chứa và xử lý các loại dữ liệu có kích thước X ? Hoặc là X một cái gì đó vật lý, như số lượng mối nối Josephson trên chip? tôi có nên nghĩ về $X$$X$$X$$X$$X$tương đương với số lượng bóng bán dẫn trên bộ xử lý thông thường? Điểm chuẩn của bộ vi xử lý thông thường là số lượng bóng bán dẫn, vì vậy thật hấp dẫn để tạo ra sự tương đương giữa bóng bán dẫn và qubit nhưng tôi không nghĩ đó là chính xác bởi vì qubit là một đơn vị thông tin và bóng bán dẫn là một phần cứng. Và hơn nữa tôi sẽ không hiểu làm thế nào tối cao lượng tử có thể đạt được chỉ với ~ 50 qubit khi các bộ xử lý thông thường có hàng tỷ bóng bán dẫn. Có vẻ lạ khi nói rằng một con chip có 'qubit', bởi vì theo quan điểm lý thuyết, qubit là thông tin chứ không phải phần cứng.$X$

BIÊN TẬP:

$2^X$$X$

Lấy các bảng đính kèm trong bài viết Wikipedia ở đây:

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_quantum_ Processors

như một điểm khởi đầu. "Mô hình cổng QPU" có nhiều khả năng hoàn thành Turing hơn là "Ủng hộ QPU."

$X$$2^X$$X$

$X$$2^X$

Khi chúng tôi lấy thông số kỹ thuật phần cứng cho máy tính cổ điển, chúng tôi sẽ nhận được một số thông tin về loại điều chúng tôi có thể làm với thiết bị. Đối với một máy tính lượng tử dựa trên mạch, con số liên quan là chúng ta có bao nhiêu qubit chịu lỗi. Sau đó, chúng ta có thể tính toán số này với số qubit cần thiết cho các trường hợp nhất định của thuật toán yêu thích của chúng tôi và xem điều đó có nghĩa gì về số bao thanh toán, v.v.

Hiện tại, số lượng qubit chịu lỗi là bằng không. Chúng ta thay vào đó là một kỷ nguyên của các thiết bị nguyên mẫu ồn ào. Chúng là để thử nghiệm, và những gì có thể phụ thuộc mạnh mẽ vào mức độ ồn của cổng và khả năng kết nối (chúng ta có thể thực hiện một cặp qubit nào với cổng kiểm soát). Nếu một công ty / phòng thí nghiệm không cung cấp cho bạn thông tin, không có cách nào để so sánh với những gì các công ty / phòng thí nghiệm khác đang làm (và tất cả hiện tại chỉ là một vài mệnh lệnh lớn để có đủ các qubit ồn ào để tạo ra một qubit chịu lỗi thực sự) .

Tôi muốn nói rằng họ có các hệ thống vật lý riêng lẻ (được biểu thị bằng một qubit về mặt toán học) rằng chúng kết nối với nhau theo một cách thức thời trang nào đó (vì vậy đó là lý do tại sao chúng ta nói về kết nối). Các hệ vật lý có thể là hai phân cực khác nhau của một photon, hoặc là hai trạng thái của electron ... Nhưng có nhiều cách để có các hệ như vậy.

Bây giờ tối cao lượng tử là một từ thực sự xấu. Vì vậy, ý tưởng là số lượng qubit lớn nhất được mô phỏng trên các máy tính cổ điển là khoảng 50 qubit. Vì vậy, có một nhận thức vật lý với kích thước vượt trội sẽ được coi là "hy vọng" cho các máy tính lượng tử "đánh bại" các máy tính cổ điển.

Một video giải thích tốt về nó có thể được tìm thấy ở đây .