গণনার উপর শক্তি বিবেচনা


22

আমার বোঝাপড়াটি পরীক্ষা করার জন্য, আমি গণনার শক্তির প্রয়োজনীয়তা সম্পর্কে কিছু ধারণা ভাগ করতে চাই। এটি আমার আগের প্রশ্নের অনুসরণ এবং এটি সংরক্ষণ আইন সম্পর্কিত বিনয়ের প্রশ্নের সাথে সম্পর্কিত হতে পারে ।

এটি আমার কাছে ঘটেছিল যে, থার্মোডাইনামিকাল দৃষ্টিকোণ থেকে, একটি গণনা চালানো বিবেচনা করা যেতে পারে, কিছুটা হলেও, একটি অনুভূমিক রেখা বরাবর একটি ওজন সরিয়ে নেওয়ার অ্যানালগ: কেবলমাত্র শক্তি হ্রাস ঘর্ষণীয় শক্তির কারণে, যা নীতিগতভাবে হতে পারে নির্বিচারে ছোট করা।

বিপর্যয়কর শক্তি (একটি বিপরীত কম্পিউটারের যান্ত্রিক অ্যানালগ) ছাড়াই একটি আদর্শ সেটিংয়ে কোনও শক্তি ব্যয় করার প্রয়োজন হয় না। ওজন ত্বরান্বিত করার জন্য আপনাকে এখনও শক্তি সরবরাহ করতে হবে, তবে এটি হ্রাস করার সময় আপনি এটিকে পুনরুদ্ধার করতে পারেন। পর্যাপ্ত শক্তি বিনিয়োগ করে চলমান সময়টিকে নির্বিচারে ছোট করা যায় (আরও স্পষ্টভাবে, যদি আপেক্ষিকতা বিবেচনায় নেওয়া হয়, চলমান সময় নীচে থেকে দ্বারা আবদ্ধ হয় , যেখানে দূরত্ব হয়)।dd/cd

একইভাবে, একটি বিপরীতমুখী কম্পিউটারের জন্য কোনও শক্তি ব্যয় প্রয়োজন হয় না তবে গণনার শেষে পুনরুদ্ধার করা একটি শক্তি বিনিয়োগের প্রয়োজন হয় এবং চলমান সময়টিকে অপেক্ষাকৃত সীমাবদ্ধতা অবধি যথেষ্ট পরিমাণ শক্তি ব্যয় করে নির্বিচারে ছোট করা যায় ( http: // আর্কসিভে বর্ণিত হিসাবে) । org / অ্যাবস / কোয়ান্ট-পিএইচ / 9908043 শেঠ লয়েড দ্বারা)।

কম্পিউটার নির্মাণের সাথে তবে এনার্জি ব্যয় রয়েছে। সাধারণভাবে, এটি বাস্তবায়নের বিশদগুলির উপর নির্ভর করবে, তবে আমি অনুমান করি যে আমরা এটির জন্য নিম্ন সীমাটি বলতে পারি:

অনুমান করুন যে আমাদের কম্পিউটারে তিনটি (শাস্ত্রীয় বা কোয়ান্টাম) নিবন্ধ রয়েছে: ইনপুট , আউটপুট এবং আনসিলাইনপুট এবং আউটপুট রেজিস্টার পড়তে পারেন হবে এবং ব্যবহারকারী দ্বারা লেখা, যখন হস্তনির্মিত রেজিস্টার অ্যাক্সেসযোগ্য নয়। প্রতিটি গণনার সূচনায় , আনসিলা রেজিস্টারটি একটি নির্দিষ্ট (যেমন সমস্ত শূন্য) অবস্থায় শুরু হয় এবং গণনার শেষে এটি একই স্থির অবস্থায় ফিরে আসবে। সুতরাং, বাহ্যিক শব্দ বাদে , কম্পিউটারটি তৈরি হয়ে গেলে একবারে আনসিলা রাষ্ট্রটি একবার শুরু করা দরকার।

অতএব, আবেদন Landauer এর নীতি , আমি অনুমান যে একটি উলটাকর কম্পিউটার নির্মাণের এর বিট (বা qubits) হস্তনির্মিত ক্ষেত্রে অন্তত শক্তি, যেখানে Joules বোল্টসম্যান এর ধ্রুবক এবং পরিবেশের তাপমাত্রা হয় যেখানে সিস্টেম নির্মিত হচ্ছে।nকে বি টিnkBTln2kBT

প্রশ্নাবলী:

  1. উপরোক্ত বিবেচনাগুলি কি সঠিক?

  2. যদি একটি বিপরীতমুখী কম্পিউটারটি তাপমাত্রা এ একটি বিবর্তনমূলক পদ্ধতিতে নির্মিত হয় এবং তারপরে এটি তাপমাত্রায় তে কোনও পরিবেশে স্থানান্তরিত হয় তবে কী হবে ? আমি মনে করি যে সত্যিকারের বিপরীতমুখী কম্পিউটারটি সত্যিই শীতল হতে পারে না। নীতিগতভাবে, এটি সঠিকভাবে সংজ্ঞায়িত তাপমাত্রাও থাকা উচিত নয়, যদি আমি সঠিকভাবে বুঝতে পারি।টি < টিTT<T

  3. যদি আমরা অপরিবর্তনীয় কম্পিউটার বিবেচনা করি তবে কী হবে? অপরিবর্তনীয় কম্পিউটারটি সাধারণভাবে কম অ্যাসিলা বিট ব্যবহার করে একই গণনা সম্পাদন করতে পারে, তদুপরি, যেহেতু এটি তাপের সাথে তার পরিবেশের সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করে, তাই আমরা এটি ব্যবস্থা করতে পারতাম যাতে প্রাথমিক আনসিলা রাজ্যটি স্থল রাজ্যের অংশ, সুতরাং আমরা কেবল এটির অনুমতি দিয়ে এটি সূচনা করতে পারি শীতল করার জন্য, কোনও শক্তি সরবরাহ না করে। অবশ্যই, অপরিবর্তনীয় হয়ে ওঠার কারণে, প্রতিটি গণনার জন্য আমাদের একটি শক্তি খরচ দিতে হবে।

  4. (বিনয়ের প্রশ্নের উত্তর সম্পর্কে কার্টের উত্তর সম্পর্কিত)
    যান্ত্রিক সাদৃশ্যগুলিতে আমি অনুভূমিক রেখা ধরে কেবল চলাচলকে বিবেচনা করি। যদি ওজনটিও উল্লম্ব দিকটিতে উঠানো হয়, তবে অতিরিক্ত জ্বালানি ব্যয়ের প্রয়োজন হত (বা ওজন কমিয়ে আনলে শক্তি পুনরুদ্ধার করা যেত)। এই উল্লম্ব আন্দোলনের একটি গণ্য অ্যানালগ আছে, এবং এই প্রক্রিয়া দ্বারা গ্রাস বা উত্পাদিত হয় এমন একটি পরিমাণ আছে কি?

হালনাগাদ:

আমার কাছে এটি ঘটেছে যে কম্পিউটার তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি ব্যয়টি পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে, নীতিগতভাবে পুরোপুরি (আমি মনে করি), আপনি কম্পিউটারটি ভেঙে ফেললে।

সুতরাং, প্রতিটি গণনার জন্য, আপনি একটি বিশেষ-উদ্দেশ্য বিপরীতমুখী কম্পিউটার তৈরি করতে পারেন যা প্রয়োজন অনুসারে কেবলমাত্র অনেকগুলি আনসিল বিট রয়েছে, এটি গতিতে সেট করার জন্য অতিরিক্ত শক্তি যোগ করতে পারে, গণনাটি সম্পূর্ণ হওয়ার জন্য অপেক্ষা করুন এবং তারপরে সমস্ত বিনিয়োগকৃত কম্পিউটার পুনরুদ্ধার করতে পারেন শক্তি. সুতরাং আপনি সংজ্ঞায়িত পারে শক্তি বিনিয়োগ যেমন গুনতি: যেখানে প্রকৃত স্থান জটিলতা (হস্তনির্মিত বিট সংখ্যা) হয়, প্রকৃত সময় জটিলতা (সময় ধাপের সংখ্যা) এবং করা হয় ধীরে ধীরে মোট রানটাইম ধরে ধরে শক্তি প্রতি বনাম গতি ট্রেড অফ পদক্ষেপ।এন এস এন টি এসnskBTln2+ntsnsnts

কোন চিন্তা?



1
আপনি পল ভিটেনি এর কাগজটি সময়, স্থান এবং বিপরীতমুখী কম্পিউটিংয়ের শক্তির দিকে তাকিয়ে দেখতে পারেন ।
ফানকস্টার

উত্তর:


4

আমি মনে করি সম্ভবত আপনি অতিরিক্ত পৌঁছনো হতে পারে। আপনি নিজের স্বরূপটি উল্লেখ করার সাথে সাথে কম্পিউটারটি নিজেই নির্মাণটিকে বিপরীতমুখী করে তোলা যেতে পারে, এবং তাই নির্মাণে শক্তি বিনিয়োগ কোনও আকর্ষণীয় নিম্ন সীমাবদ্ধতা অর্জন করতে পারে না। আনুষাঙ্গিক রেজিস্টারটি বিবেচনা করা একটি আকর্ষণীয় ধারণা, তবে আমি মনে করি না আপনি এটিকে যতটা সহজ করেন ঠিক ততটা সোজা সামনে।

বিশেষত, সহায়ক রেজিস্টারে কখনও বিট বা কুইবিট শুরু করা প্রয়োজন হয় না। একটি ভুল ফল পাওয়ার সম্ভাবনা সীমাবদ্ধ তা নিশ্চিত করতে আমরা একটি ত্রুটি-সহনশীল নির্মাণ ব্যবহার করতে পারি। ভন নিউউমন ক্লাসিকাল কম্পিউটিংয়ের জন্য সংখ্যাগরিষ্ঠ গেটগুলি ব্যবহার করে এমন একটি নির্মাণ সরবরাহ করেছিলেন যা প্রান্তিক5612

প্রকৃতপক্ষে, গণনার একটি মডেল রয়েছে যেখানে সিস্টেমটি একক কোয়ান্টাম বিট (কুইবিট) এর সাথে এক্কিলিত একটি অ্যানিসিলার সিস্টেমের সমন্বয়ে গঠিত (যা অভিন্ন তাপমাত্রা তাপীয় অবস্থারূপে দেখা যায়) । মনে রাখবেন যে সীমাবদ্ধ তাপমাত্রায় আপনি এমন একটি রাজ্য প্রস্তুত করতে পারেন। এটি একটি ক্লিন কুইট মডেল হিসাবে পরিচিত। মজার বিষয়টি হ'ল এই মডেলটি তুচ্ছ থেকে অনেক দূরে, বিশ্বাস করা হচ্ছে এটি কিছু ধ্রুপদী অবলম্বনযোগ্য সমস্যাগুলি সমাধান করার পক্ষে যথেষ্ট, যদিও সর্বজনীন কোয়ান্টাম কম্পিউটারের মতো শক্তিশালী নয়। এর উদাহরণ পিটার শর এবং স্টিফেন জর্ডানের এই কাগজটি ( আরএক্সিভি: 0707.2831 ), যা জোনের বহুভুতির অনুমান মডেলটির জন্য সম্পূর্ণ বলে দেখায়।

এটি মনে রেখে, সাধারণভাবে অ্যাসিলা সিস্টেমকে একটি গণনামূলক সুবিধা সরবরাহ করার জন্য আরম্ভ করা প্রয়োজন বলে মনে হয় না যা এটি আপনার মূল অনুমানটিকে ক্ষুণ্ন করে বলে মনে হচ্ছে। যেমনটি, আমি বিশ্বাস করি আপনার অনুমানটি মিথ্যা।


উত্তর করার জন্য ধন্যবাদ. যাইহোক, আমি সম্পূর্ণরূপে বুঝতে পারি না যে আপনি কীভাবে অবিবেচনাযুক্ত অ্যানিসিলগুলি থেকে গণনা সম্পাদন করতে দোষ-সহনশীল নির্মাণ ব্যবহার করতে পারেন। দয়া করে আপনি কিছু রেফারেন্স প্রসারিত বা সরবরাহ করতে পারেন? যদি আমি সঠিকভাবে বুঝতে পারি, সিংহভাগ গেটটি অপরিবর্তনীয় এবং আমি যে সমস্ত কোয়ান্টাম ফল্ট-সহনশীল নির্মাণ দেখেছি তার জন্য (তবে আমি আসলেই বিশেষজ্ঞ নই) মাঝারিমাধ্যমে পরিমাপের প্রয়োজন হয় বা অন্য কোনও প্রকারের অপরিবর্তনীয় অপারেশন প্রয়োজন। যদি আপনি এই ক্রিয়াকলাপগুলি একটি বিপরীতমুখী সার্কিটের সাথে সিমুলেটেড করেন তবে আপনাকে আরও পরিচিতিগুলির একটি পরিচিত অবস্থায় আরম্ভ করতে হবে।
অ্যান্টোনিও ভ্যালেরিও মাইকেলি-ব্যারোন

এক ক্লিন কুইট মডেলের রেফারেন্সের জন্য ধন্যবাদ। এটি আমার কাছে মনে হয় যে আনিসিলা রেজিস্ট্রারের মোট সংখ্যাগুলির চেয়ে এটির প্রাথমিক অবস্থার এনট্রপি গুরুত্বপূর্ণ।
আন্তোনিও ভ্যালারিও মাইকেলি-ব্যারোন

@ অ্যান্টোনিও: যে কোনও গেটটি কোনও আনসিলায় কাজ করে আপনি এটি পুনর্বারযোগ্য করতে পারেন, সুতরাং এটি ফাংশনের আউটপুট সহ অ্যাকসিলারটি XORs করে। আপনার দরকার নেই - সঠিকভাবে মেরুকরণ করার জন্য এই আনুষঙ্গিক প্রয়োজন, কারণ অসম্পূর্ণ মেরুকরণটি পরিমাপের শব্দ থেকে পৃথক করা যায়, যার বিরুদ্ধে বেশিরভাগ স্কিমগুলি সুরক্ষিত। অন্যদিকে, পরিমাপ কোয়ান্টাম ত্রুটি-সহনীয়তার জন্য পূর্বশর্ত নয়।
জো ফিটজসিমনস

একটি পরিমাপ হিসাবে এনট্রপি সম্পর্কিত হিসাবে, আমি এটি কিভাবে কাজ করবে তা দেখতে পাচ্ছি না। একটি ক্লিন কুইট মডেল আপনি সর্বাধিক এনট্রপির খুব কাছাকাছি যেখানে নিয়মিত সার্কিট মডেল হিসাবে আপনি শূন্য এনট্রপি আছে।
জো ফিটজসিমনস

একটি বিপরীতমুখী ত্রুটি-সহনশীল প্রকল্পের আপনার কোনও উল্লেখ আছে?
আন্তোনিও ভ্যালারিও মাইকেলি-ব্যারোন
আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.