W ostatnich latach w gazetach często pojawiały się incydenty związane z uniwersalnymi komputerami kwantowymi. Firmy takie jak IBM (International Business Machines), Google i Intel pospieszyły z ogłoszeniem, że ukończyły większą liczbę kubitów, ale istnieją dziesiątki, a nawet duża liczba kubitów. Jeśli nie ma pełnego połączenia, precyzja jest niewystarczająca, a błędów nie można naprawić, obliczenia kwantowe ogólnego przeznaczenia są nadal trudne do osiągnięcia.
W przeciwieństwie do tego, symulacja obliczeń kwantowych może natychmiast zbudować oprogramowanie systemu kwantowego bez polegania na złożonych korekcjach kwantowych. Będąc rdzeniem potężnego algorytmu optymalizacji do symulacji obliczeń kwantowych, spacer kwantowy w przestrzeni dwuwymiarowej może dopasować codzienne zadania specjalnych obliczeń do macierzy drenażu współczynników wzajemnego sprzężenia w przestrzeni ewolucji kwantowej. Gdy system zarządzania ewolucją kwantową może być wystarczająco duży i można go elastycznie projektować, można go wykorzystać do wykonania wielu algorytmów optymalizacji i zadań obliczeniowych, wykazując znacznie lepszą wydajność niż tradycyjne komputery.
Czym różni się układ kwantowy od obecnego układu scalonego?
Układy kwantowe wykonują obliczenia kwantowe, a układy scalone danych wykonują obliczenia danych. Te dwa żetony są różne.
W układzie scalonym danych, wysokie i niskie częstotliwości mocy reprezentują 0 i 1 w algorytmie binarnym, a bramki logiczne złożone z tranzystorów i tranzystorów MOS służą do wykonywania operacji logicznych.
W odróżnieniu od układów scalonych, układy kwantowe muszą wykonywać obliczenia kwantowe. Dwa różne stany kwantowe |0> oraz |1> reprezentują 0 i 1 w algorytmie optymalizacji kwantowej. Obliczenia kwantowe wykonywane przez chipy kwantowe muszą również mieć Względną bramkę logiki kwantowej, w porównaniu z projektowaniem obwodów cyfrowych, mogą przeprowadzać obliczenia stanu superpozycji i przechowywanie stanu superpozycji.
Tutaj wyjaśnię głównie obliczanie i przechowywanie stanu superpozycji.
Dla funkcji f(x) musimy wprowadzić 100 wartości x i uzyskać 100 wyników. Chciałbym zapytać, ile razy trzeba mierzyć?
W klasycznej kalkulacji odpowiedź jest bardzo prosta. Liczy 100 razy i liczy się raz z wartością x.
Ale przy obliczaniu chipa kwantowego wystarczy go policzyć tylko raz.
Ponieważ w kroku obliczeniowym układu kwantowego moduł pomiarowy jest kubitem złożonym ze stanów kwantowych, więc wszystkie wartości x są skwantowane, a 100 wartości x można akumulować w stanie mieszanym, który można zmierzyć raz w układzie kwantowym . Można uzyskać mieszany stan 100 wyników, a następnie poprzez pewien precyzyjny pomiar można uzyskać wynik zgodny z wartością x.
Wtedy odpowiednia pamięć stanu superpozycji jest łatwiejsza do zrozumienia, 100 wartości x można zmieszać w jeden stan do przechowywania zamiast 100 pamięci.
Teraz, gdy chipy kwantowe i układy scalone wykonują zupełnie inne obliczenia, różnica między odpowiednimi komponentami staje się jeszcze większa. Wyższość chipa kwantowego polega na kumulacji stanów kwantowych dla wielu wartości początkowych, co poprawia efektywność obliczeń.
Który z nich jest mocniejszy, chip fotoniczny czy chip kwantowy?
Układ fotoniczny i układ kwantowy to dwie definicje, nie ma różnicy między wysokim a niskim. Układ fotoniczny wykorzystuje jasną technologię materiałów półprzewodnikowych do wytwarzania ciągłego światła laserowego i promowania innych krzemowych komponentów fotonicznych; chip kwantowy integruje trasę kwantową na chipie krzemowym, tym samym wprowadzając rolę zarządzania zasobami informacji kwantowej.
Układ fotoniczny może zintegrować charakterystykę świetlną fosforku indu i zdolność roboczą krzemowych routerów optycznych w pojedynczy układ hybrydowy. Gdy prąd jest dodawany do fosforku indu, fale świetlne wchodzące do monokrystalicznego układu krzemowego są wprowadzane, co skutkuje ciągłym. Ten typ lasera może napędzać inne krzemowe elementy fotoniczne.
Tego typu sprzęt laserowy oparty na monokrystalicznych waflach krzemowych może sprawić, że chipy fotoniczne będą powszechnie stosowane w komputerach. Wybór wielkoskalowej technologii produkcji opartej na krzemie może znacznie obniżyć koszt chipów fotonicznych. Powstanie chipów kwantowych przypisuje się rozwojowi komputerów kwantowych. Aby zakończyć komercjalizację i modernizację struktury przemysłowej, komputery kwantowe muszą przejść drogę integracji. Oprogramowanie systemu nadprzewodników, oprogramowanie systemu kropek kwantowych materiałów półprzewodnikowych, oprogramowanie systemu fotoniki mikrostruktury, a nawet systemy jonów atomowych i jonów dodatnich - wszystkie chcą podążać drogą ku chipom.
Z perspektywy trendu rozwoju drogi chipowej, nadprzewodnikowy system chipów kwantowych wyprzedza technologicznie inne systemy fizyczne; tradycyjny materiał chipów półprzewodnikowych, czyli oprogramowanie systemu kropek kwantowych, jest również ogólnym celem wszystkich wysiłków zmierzających do zbadania. Rozwój przemysłu materiałów półprzewodnikowych był od dawna doskonały. Na przykład, gdy chip kwantowy z materiału półprzewodnikowego zwiększy próg obliczania chipów kwantowych mechanizmu odpornego na uszkodzenia pod względem czasu dekoherencji i precyzji manipulacji, istnieje nadzieja, że istniejące efekty tradycyjnej produkcji przemysłowej chipów półprzewodnikowych zostaną w znacznym stopniu zintegrowane. Aby obniżyć koszty projektu.