কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি কতটা দক্ষ?

Question

যেমনটি আমরা সবাই জানি, কোয়ান্টাম অ্যালগরিদমগুলি ক্লাসিকালগুলির চেয়ে দ্রুত স্কেল করে (কমপক্ষে কিছু সমস্যাযুক্ত ক্লাবের জন্য ), যার অর্থ কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলিকে একটি নির্দিষ্ট আকারের উপরে ইনপুটগুলির জন্য অনেক কম সংখ্যক লজিক্যাল অপারেশন প্রয়োজন হবে।

তবে, কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি লজিক্যাল অপারেশন প্রতি বিদ্যুৎ ব্যবহারের ক্ষেত্রে নিয়মিত কম্পিউটারগুলির (একটি সাধারণ পিসি আজ) তুলনা করে তা এত সাধারণভাবে আলোচিত হয় না। (এ সম্পর্কে কি খুব বেশি কথা বলা হয়নি, কারণ কোয়ান্টাম কম্পিউটারের মূল ফোকাসটি কীভাবে তারা ডেটা গণনা করতে পারে?)

কেউ কি ব্যাখ্যা করতে পারেন যে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ক্লাসিক্যাল কম্পিউটিংয়ের তুলনায় লজিক্যাল অপারেশনে কম বা কম শক্তি-দক্ষ হবে?

Comments

আমি গতকাল একটি সম্মেলনে ছিলাম যেখানে স্পিকার আমাদের একটি দৃ concrete় উদাহরণ দিয়েছিলেন। স্লাইডগুলি শীঘ্রই উপলব্ধ হবে, আমি আপনাকে তাদের সাথে একটি লিঙ্ক দেব =) কংক্রিটের সাথে তিনি একটি ক্লাসিকাল প্রসেসর এবং কোয়ান্টাম উভয়ের জন্য একটি সাধারণ অপারেশনের ব্যয় (শক্তির মেয়াদে) তুলনা করছিলেন। আমি আপনাকে আপ টু ডেট রাখি!

— নীলিমি

এটি বিবেচনা করে, ~ 50 কুইট চিহ্নটি পেরিয়ে, আপনার একটি কোয়ান্টাম প্রসেসরের অনুকরণের জন্য একটি সুপার কম্পিউটার প্রয়োজন, সাধারণত কোনও স্ট্যান্ডার্ড পিসির সাথে তুলনা করছেন সম্ভবত কিছুটা অন্যায়?

— মিত্রান্দির 24601

Answer 1

যথারীতি এটির তুলনা করা খুব শীঘ্রই। একটি ডিভাইসের শক্তি খরচ একের জন্য এটি ব্যবহার করে আর্কিটেকচারের উপর দৃ strongly়ভাবে নির্ভর করবে ।

যাইহোক, নীতিগতভাবে , কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি একই ক্রিয়াকলাপের শাস্ত্রীয় ডিভাইসগুলির চেয়ে বেশি শক্তি খরচ করবে এমন সন্দেহ করার কোনও কারণ নেই। প্রকৃতপক্ষে, কেউ তার বিপরীতটি আশা করতে পারে, এর মূল কারণ হ'ল কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি ইউনিটরি অপারেশনের মাধ্যমে (বেশিরভাগ) কাজ করে। একটি ইউনিটরি অপারেশন হ'ল একটি বিপরীতমুখী অপারেশন, বা অন্য কথায়, এমন একটি অপারেশন যা কোনও পরিবেশের কাছে কোনও তথ্য হারাতে পারে না । এই ধরনের একটি অপারেশন মূলত "নিখুঁত" শক্তি দক্ষ (যার জন্য এটি তাপ উত্পাদন করে না)।

সুতরাং, নীতিগতভাবে , এলিমেন্টারি অপারেশন কোয়ান্টাম এলগরিদম যা ঐকিক অপারেশন ব্যবহার সঞ্চালিত করতে আদর্শভাবে শক্তি দক্ষ হোন। এটি শাস্ত্রীয় ডিভাইসের সাথে আপনার যা আছে তার সাথে সরাসরি বিপরীতে রয়েছে, যেখানে প্রাথমিক ক্রিয়াকলাপগুলি অপরিবর্তনীয়, এবং তাই প্রয়োজনীয় প্রতিটি অপারেশনের জন্য কিছু পরিমাণ তথ্য "নষ্ট" করে।

এটি বলার পরে, এক মিলিয়ন কেভিয়েটকে আমলে নেওয়া উচিত। উদাহরণস্বরূপ, বাস্তব বিশ্বের কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলিকে ডিকোহারেন্সের সাথে মোকাবিলা করতে হবে, যাতে ক্রিয়াকলাপগুলি প্রকৃতপক্ষে একক না হয়। এর দ্বারা বোঝা যায় যে ত্রুটি-সংশোধন প্রোটোকলগুলি এটি বিবেচনায় নেওয়া দরকার এবং এরপরে গিয়ে দেখা উচিত যে এই পুরো প্রক্রিয়াটির অতিরিক্ত শক্তি খরচ কী। এছাড়াও, একক ক্রিয়াকলাপগুলি শক্তি দক্ষ, বাস্তবে যখন কেউ পরিমাপের ফলাফল অর্জন করে, পরিমাপটি সম্পাদন করতে হয়, এবং এগুলি অ-বিপরীত ক্রিয়াকলাপ যা সাধারণত তথ্য ধ্বংস করে। এই জাতীয় প্রতিটি পরিমাপের পরে, একজনকে আবার তথ্য বাহক তৈরি করতে হবে। এছাড়াও, অনেক কোয়ান্টাম কম্পিউটিং প্রোটোকলগুলি সময়কালে পুনরাবৃত্ত পরিমাপের উপর নির্ভর করেগণনা। এটি আরও অনেকখানি অবধারিত অঞ্চল হিসাবে চলতে পারে।

একটি সাম্প্রতিক কাজ যা কিছুটা পরিমাপে বিদ্যুত ব্যবহারের সমস্যাটি নিয়ে আলোচনা করে তা হ'ল 1610.02365 , যেখানে লেখকরা ফোটোনিক চিপস ব্যবহার করে (ক্লাসিক্যাল মেশিন লার্নিং) তথ্য প্রসেসিংয়ের জন্য একটি পদ্ধতি উপস্থাপন করেন। লেখকদের একটি দাবি হ'ল ফোটোনিক চিপগুলি সুসংগত আলোর প্রাকৃতিক বিবর্তনকে কাজে লাগিয়ে অত্যন্ত শক্তি দক্ষ উপায়ে অপারেশন করতে দেয়। তারা কোনও ফর্মের কোয়ান্টাম গণনা প্রদর্শন করে না , তবে কোয়ান্টাম তথ্য প্রক্রিয়াকরণের জন্য একই ডিভাইসটি ব্যবহার করার সময় তাদের শক্তি দক্ষতার যুক্তিগুলি খুব বেশি পরিবর্তন করতে পারে না ।

Answer 2

প্রথম প্রশ্নের উত্তর (কেন কোয়ান্টাম বনাম শাস্ত্রীয় শক্তি দক্ষতা হিসাবে গতি হিসাবে প্রায়শই আলোচনা করা হয় না?): অংশটি কারণ সমস্যা কম ইউনিভোকাল এবং অংশে কারণ উত্তর কম চাটুকার হয়।

দ্বিতীয় প্রশ্নের উত্তরটি (কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি আরও কম শক্তিযুক্ত দক্ষ?) সময়ের সাথে সাথে পরিবর্তন হবে, কারণ এটি বিভিন্ন আর্কিটেকচারের প্রযুক্তিগত বিকাশের উপর নির্ভর করে।

বর্তমান সময়ে, কোয়ান্টাম কম্পিউটিং স্পষ্টতই কম শক্তিশালী দক্ষ। একটি ন্যূনতম শাস্ত্রীয় কম্পিউটারকে অত্যন্ত সস্তার হিসাবে নকশাকৃত করা যায়, শক্তির ক্ষেত্রেও (যেমন 1.5 ডাব্লু (গড়হীন যখন নিষ্ক্রিয়) থেকে 6.7 ডাব্লু (চাপের মধ্যে সর্বাধিক) একটি রাস্পবেরি পাই এর জন্য )। বিপরীতে, একটি ন্যূনতম কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরি এবং পরিচালনা করার জন্য আজ স্তম্ভিত শক্তি ব্যয় সহ একটি ইঞ্জিনিয়ারিং কীর্তি, এমনকি যদি কুইবিট সংখ্যাটি 100 এর নিচে থাকে এবং সর্বাধিক সংখ্যক ক্রিয়াকলাপ একটি ভগ্নাংশে কী অর্জন করা হয় তার নীচে মাত্রার অর্ডার হয় একটি ন্যূনতম শাস্ত্রীয় কম্পিউটার দ্বারা দ্বিতীয়।

ভবিষ্যতে, কেউ অনুমান করতে পারেন বা মৌলিক বিষয়গুলি বিবেচনায় নিতে পারেন। আসুন আমরা জল্পনা এড়ানো এবং মূলসূত্রগুলিতে আটকে থাকি:

• ক্লাসিকাল কম্পিউটারগুলির তুলনায় কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি কম বা বেশি শক্তি দক্ষ হওয়ার কোনও নিখুঁত মৌলিক শারীরিক কারণ নেই।
• শক্তি দক্ষতা সর্বদা আর্কিটেকচারের উপর নির্ভর করে এবং এইভাবে উপলব্ধ প্রযুক্তিগত সমাধানগুলির উপর নির্ভর করে।
• শক্তি খরচ মূল্যায়নের জন্য, অলস খরচ এবং অপারেশন ব্যয়ের মধ্যে পার্থক্য করা সর্বদা গুরুত্বপূর্ণ হবে।

পরবর্তী পয়েন্টটি বিশদভাবে বলতে গেলে, বাণিজ্যিক এবং একাডেমিক উভয় সেটিংসে উপস্থিত ডিভাইসগুলি বিশাল। ENIAC- আকারের নয়, তবে একটি-বড়-ফ্রিজ-আকারের চেয়ে বড়। তদ্ব্যতীত, নিয়ন্ত্রণ করার জন্য তাদের একটি সহায়ক ক্লাসিকাল কম্পিউটার প্রয়োজন। আকার-প্রতি-কুইবিট আরও ভাল হবে বলে আশা করা হচ্ছে, সহায়ক শাস্ত্রীয় কম্পিউটারের প্রয়োজন নেই।

তবে সরাসরি বৈদ্যুতিক শক্তি ছাড়াও প্রায়শই আরও শারীরিক প্রয়োজনীয়তা থাকে যার জন্য শক্তি ব্যয় হয় এবং যা ডিভাইসটিকে কাঙ্ক্ষিত কোয়ান্টাম সিস্টেমে রাখার জন্য মূলত প্রয়োজন। উদাহরণস্বরূপ, জনপ্রিয় স্থাপত্যগুলিতে আজ বিভিন্ন সলিড-স্টেট ডিভাইস অন্তর্ভুক্ত রয়েছে যা কয়েকটি কেলভিন বা তার চেয়ে কম ক্রমের তাপমাত্রায় রাখা দরকার। এই তাপমাত্রা তরল হেলিয়ামের সাহায্যে অর্জন করা হয়, যা তরলকরণের জন্য শক্তিশালীভাবে ব্যয়বহুল (ম্যাগল্যাবের বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় অনুরণন ফ্যাসিলিটি (ইএমআর) এর মতো বৈদ্যুতিন প্যারাম্যাগনেটিক রেজোনান্স পরীক্ষাগারগুলির প্রধান ব্যয়ের মধ্যে ক্রায়োজেনিক গ্যাস এবং বিদ্যুৎ হয় ) বা আরও কাছাকাছি closer আমার অভিজ্ঞতা, এ pulsed ইলেকট্রন উপচুম্বকীয় অনুরণন ধারা ICMol)। আয়ন / পরমাণু ফাঁদগুলির সাথে আমার কোনও অভিজ্ঞতা নেই, যা জনপ্রিয় স্থাপত্যগুলিও রয়েছে, সুতরাং যখন তাদের উচ্চ মানের মানের শূন্যতা প্রয়োজন, তবে আমি জানি যে এগুলি আরও বেশি শক্তি দক্ষ।

Comments

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং এসই এ স্বাগতম! ক্রিস্ট্যাট বা আয়ন ফাঁদ ঠান্ডা করার জন্য ব্যবহৃত শক্তির জন্য আপনার কি কোনও নম্বর আছে? অবশ্যই, এটি ভবিষ্যতে সম্ভবত উন্নতি করবে, তবে এটি একটি যুক্তিসঙ্গত বেসলাইন দেবে

— মিত্রান্দির

বিভিন্ন মেশিন তাকে বিভিন্ন হারে গ্রাস করবে এবং আমি কেবল মোটামুটি অনুমান করতে পারি। একটি স্পন্দিত ইপিআর মেশিনের জন্য একটি ক্রিওস্ট্যাট (যা আসলেই কোয়ান্টাম কম্পিউটিং নয়) 100L / সপ্তাহের ক্রম (ভীষণ নম্বর তবে প্রস্থের আনুমানিক ক্রম) ক্রমে খায়। এবং এই দস্তাবেজ অনুসারে , তিনি 1 কেডাব্লুএইচ / এল তরল পুনরুদ্ধারের জন্য একটি লিকুইফায়ার ব্যবহার করে তিনি বেশ ভাল ফলন করেছেন। সুতরাং উভয় অনুমানের সাথে মিল রেখে আমরা ক্রিস্টেটকে ঠান্ডা রাখার জন্য> 1 কেডব্লু গ্রাহকের সাথে বিশ্বস্ততার মাধ্যমে কথা বলব।

— আগাইতারিও

@ কেইটাআরিনো - ডাঃ আলেজান্দ্রো গাইতা আরিয়াও, মিত্রান্দির 24601 যা বলছে তা হ'ল এটি যে সর্বদা বিশেষজ্ঞ যে ক্ষেত্রের একজন বিশেষজ্ঞ এবং কাগজপত্র লিখেছেন বা প্রশ্নে সিস্টেমগুলি তৈরি করেছেন / তৈরি করেছেন তা সর্বদা স্পষ্ট নয়। উত্তর দেওয়ার জন্য একটি পছন্দসই বিন্যাস রয়েছে - আপনার নিজের কাজ / কাগজপত্র যেখানে প্রাসঙ্গিক তা উদ্ধৃত করতে আপনাকে স্বাগতম are আমরা আপনার পরিদর্শন, এবং প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার জন্য সময় প্রশংসা করি।

— রব

@ রব পরামর্শের জন্য ধন্যবাদ! আমার দক্ষতার সীমাবদ্ধতার জন্য, আমি আমার উত্তরটি এমন শর্তে বর্ণিত করার চেষ্টা করেছি যা আরও পরিষ্কার এবং কল্পনা / বুঝতে সহজ। আমি আরও ভাল নম্বর দিতে চাই, তবে আমি বেশিরভাগই একটি তাত্ত্বিক রসায়নবিদ তাই আমি মাঝে মাঝে এই ধরণের সরঞ্জামের কাছাকাছি না থাকলে আমি এটি নির্মাণ করি না।

— অগাইতারিনো