Viimastel aastatel on ajalehtedes sageli ilmunud juhtumeid, mis on seotud universaalsete kvantarvutitega. Sellised ettevõtted nagu IBM (International Business Machines), Google ja Intel on kiirustanud teatama, et neil on valminud suurem arv kubitte, kuid neid on kümneid või isegi palju. Kui täielikku ühendust pole, täpsus on ebapiisav ja vigu ei saa parandada, on üldotstarbelist kvantarvutust siiski raske saavutada.
Seevastu kvantarvutuse simulatsiooni abil saab kohe luua kvantsüsteemi tarkvara ilma keerulistele kvantkorrektsioonidele tuginemata. Kvantarvutuse simuleerimiseks mõeldud võimsa optimeerimisalgoritmi tuumana võib kahemõõtmelises ruumis toimuv kvantkõnd sobitada spetsiaalsete arvutuste igapäevaste ülesannetega kvantevolutsiooniruumi vastastikuse sidestuskoefitsiendi drenaažimaatriksiga. Kui kvantevolutsiooni juhtimissüsteemi saab muuta piisavalt suureks ja seda saab paindlikult kujundada, saab seda kasutada paljude optimeerimisalgoritmide ja arvutusülesannete täitmiseks, mis näitab palju paremat jõudlust kui traditsioonilised arvutid.
Mille poolest erineb kvantkiip praegusest integraallülituse kiibist?
Kvantkiibid teostavad kvantarvutust, andme-integraallülituste kiibid aga andmearvutusi. Need kaks kiipi on erinevad.
Andme-integraallülituse kiibis tähistavad kõrge ja väikese võimsusega sagedused binaaralgoritmis 0 ja 1 ning loogiliste toimingute teostamiseks kasutatakse transistoridest ja MOS-transistoridest koosnevaid loogikaväravaid.
Erinevalt integraallülituskiipidest peavad kvantkiibid tegema kvantarvutusi. Kaks erinevat kvantolekut |0> ja |1> tähistavad kvantoptimeerimise algoritmis 0 ja 1. Kvantkiipide abil tehtavatel kvantarvutustel peab olema ka suhteline kvantloogikavärav, võrreldes digitaalse vooluahela disainiga, suudab teostada superpositsiooni oleku arvutamist ja superpositsiooni oleku salvestamist.
Siin selgitan peamiselt superpositsiooni oleku arvutamist ja salvestamist.
Funktsiooni f(x) jaoks peame tooma 100 x väärtused ja saama 100 tulemust. Tahaks küsida, mitu korda peab mõõtma?
Klassikalises arvutuses on vastus väga lihtne. See loeb 100 korda ja loeb üks kord väärtusega x.
Kuid kvantkiibi arvutamisel tuleb seda lugeda ainult üks kord.
Kuna kvantkiibi arvutamisetapis on mõõtmismooduliks kvantolekutest koosnev kubit, seega on kõik x väärtused kõik kvantiseeritud ja 100 x väärtust saab akumuleerida segaolekusse, mida saab kvantkiibis üks kord mõõta. . Võib saada 100 tulemuse segaoleku ja seejärel teatud täpse mõõtmise abil saada x väärtusele vastava tulemuse.
Siis on vastavat superpositsiooni oleku salvestust lihtsam mõista, 100 salvestusruumi asemel saab segada ühte olekusse 100 x väärtusi.
Nüüd, kui kvantkiibid ja integraallülitused teevad täiesti erinevaid arvutusi, muutub erinevus vastavate komponentide vahel veelgi suuremaks. Kvantkiibi paremus sõltub paljude algväärtuste kvantolekute akumuleerumisest, mis parandab arvutuse efektiivsust.
Kumb on tugevam, fotoonkiip või kvantkiip?
Fotoonkiip ja kvantkiip on kaks määratlust, kõrgel ja madalal pole vahet. Fotoonkiip kasutab pooljuhtmaterjalide eredat tehnoloogiat pideva laservalguse tekitamiseks ja muude räni fotooniliste komponentide edendamiseks; kvantkiip integreerib ränikiibile kvantmarsruudi, paigaldades seeläbi kvantteabe ressursside haldamise rolli.
Fotoonkiip suudab integreerida indiumfosfiidi helendavad omadused ja räni optiliste ruuterite töövõime üheks hübriidkiibiks. Kui indiumfosfiidile lisatakse vool, sisestatakse monokristallilise räni kiibi sisenevad valguslained, mille tulemuseks on pidev Seda tüüpi laser võib juhtida teisi räni fotoonkomponente.
Seda tüüpi monokristallilistel räniplaatidel põhinevad laserseadmed võivad muuta arvutites sagedamini kasutatavad fotoonkiibid. Suuremahulise ränipõhise tootmistehnoloogia valik võib oluliselt vähendada fotoonkiipide kulusid. Kvantkiipide teket seostatakse kvantarvutite arenguga. Tööstusstruktuuri kommertsialiseerimise ja uuendamise lõpuleviimiseks peavad kvantarvutid minema integratsiooni teele. Ülijuhtide süsteemitarkvara, pooljuhtmaterjalide kvantpunktide süsteemitarkvara, mikrostruktuuri fotoonikasüsteemi tarkvara ja isegi aatomi- ja positiivsete ioonide süsteemid tahavad kõik asuda kiipide poole.
Kiibitee arengutrendi vaatenurgast on ülijuhtide kvantkiibisüsteem tehnoloogiliselt teistest füüsikasüsteemidest ees; Traditsiooniline pooljuhtkiibi materjal, st kvantpunktisüsteemi tarkvara, on ka kõigi inimeste uurimistöö üldine eesmärk. Pooljuhtkiipide materjalide tööstuse areng on olnud pikka aega täiuslik. Näiteks kui pooljuhtmaterjalist valmistatud kvantkiip suurendab tõrketaluva mehhanismi kvantkiibi arvutamise läve dekoherentsiaja ja manipuleerimise täpsuse osas, loodetakse, et traditsioonilise pooljuhtkiibi tööstusliku tootmise olemasolevad mõjud integreeritakse oluliselt. Projekti kulude vähendamiseks.