আমরা কখন জানব যে কোয়ান্টাম আধিপত্য পৌঁছেছে?

Question

"কোয়ান্টাম আধিপত্য" শব্দটি - আমার বোঝার কাছে - এর অর্থ হ'ল কেউ কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলিতে সমস্যাগুলি সমাধান করার জন্য অ্যালগরিদম তৈরি করতে এবং চালাতে পারে যা বাইনারি কম্পিউটারগুলিতে বাস্তব সময়ে সমাধান করা যায় না। যাইহোক, এটি একটি বরং অস্পষ্ট সংজ্ঞা - এই প্রসঙ্গে "বাস্তবসম্মত সময়" হিসাবে গণ্য হবে কী? এটি একই অ্যালগরিদম বা কেবল একই সমস্যা হতে হবে? নির্দিষ্ট আকারের কোয়ান্টাম কম্পিউটার সিমুলেট করতে সক্ষম না হওয়া অবশ্যই সেরা পরিমাপ হতে পারে না।

Answer 1

এই শব্দের অর্থ quantum supremacy অগত্যা এই নয় যে একজন algorithmsক্লাসিকাল কম্পিউটারে চালানো অযৌক্তিক এমন একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটারে চালাতে পারে। এটির অর্থ হ'ল একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার এমন কিছু করতে পারে যা একটি শাস্ত্রীয় কম্পিউটারকে অনুকরণ করতে অসুবিধা হবে।

আপনি জিজ্ঞাসা করতে পারেন (এবং ঠিক তাই) আমি সম্ভবত একটি কোয়ান্টাম কম্পিউটার দ্বারা সম্পন্ন কিছু সম্পর্কে কথা বলতে বলতে কী বোঝাতে চাই algorithm। আমি এর দ্বারা যা বোঝাতে চাই তা হ'ল আমরা কোয়ান্টাম কম্পিউটারে একটি প্রক্রিয়া করতে পারি

• অগত্যা খুব ভাল-বোঝার আচরণ নেই - বিশেষত, খুব খুব কম জিনিসই আমরা সেই প্রক্রিয়া সম্পর্কে প্রমাণ করতে পারি;

• বিশেষত, সেই প্রক্রিয়াটি ব্যবহারিক আগ্রহের কোনও সমস্যা 'সমাধান' করে না - গণনার উত্তরটি আপনার আগ্রহী এমন প্রশ্নের উত্তর দেয় না।

যখন আমি বলি যে প্রক্রিয়াটি অগত্যা ভালভাবে বোঝে এমন আচরণ করে না, এর অর্থ এই নয় যে কম্পিউটারটি কী করছে আমরা তা জানি না: এটি যে ক্রিয়াকলাপগুলি করে সে সম্পর্কে আমাদের একটি ভাল বর্ণনা থাকবে। তবে আমরা অবশ্যই অপারেশনগুলির সিস্টেমের অবস্থার উপর संचयी প্রভাব সম্পর্কে তীব্র বোঝাপড়া করব না । (কোয়ান্টাম গণনার খুব প্রতিশ্রুতিটি মূলত প্রস্তাব করা হয়েছিল কারণ কোয়ান্টাম মেকানিকাল সিস্টেমগুলি অনুকরণ করা শক্ত , যার অর্থ এটি সম্ভবত অন্যান্য সিস্টেমগুলির অনুকরণ করা শক্ত যেগুলি অনুকরণ করতে সক্ষম হতে পারে))

---

আপনি জিজ্ঞাসা করতে পারেন কোয়ান্টাম কম্পিউটার থাকার বিন্দুটি কী এমন কিছু করুন যা অনুকরণ করা কঠিন যদি একমাত্র কারণটি কেবল এটির অনুকরণ করা কঠিন। এর কারণ হ'ল: এটি নীতি প্রমাণের প্রমাণ দেয়। মনে করুন আপনি কোয়ান্টাম সিস্টেমগুলি 35 ক্যুবিট, 40 কোয়েট, 45 কুইট, 50 কোয়েট এবং আরও কিছু দিয়ে তৈরি করতে পারেন - প্রতিটি একই ইঞ্জিনিয়ারিং নীতি অনুসারে নির্মিত, তাদের প্রত্যেকটি অনুশীলনে সিমুলেটেবল, এবং প্রতিটি যেমন অনুকরণের আচরণ করে অনুমান(ভাল সহনশীলতা অবধি), তবে যেখানে প্রতিটি সিমুলেশন শেষের চেয়ে অনেক বেশি সংস্থান-নিবিড়। তারপরে আপনি 55 বা 60 ক্যুইটের একটি সিস্টেম তৈরি করলেন যা আপনি বিশ্বের বৃহত্তম সুপার কম্পিউটারের সাথে সিমুলেট করতে পারবেন না, আপনি যুক্তি দিতে পারেন যে আপনার কাছে এমন একটি আর্কিটেকচার রয়েছে যা নির্ভরযোগ্য কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরি করে (আপনি যে আকারের আকারগুলি অনুকরণ করতে পারেন তার উপর ভিত্তি করে) এবং যা হতে পারে কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি এত বড় পরিমাণে তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়েছিল যে কোনও জ্ঞাত সিমুলেশন কৌশল তাদের আচরণের পূর্বাভাস দিতে পারে না (এবং যেখানে সম্ভবত এ জাতীয় কোনও কৌশল এমনকি সম্ভব নয়)।

নিজেই এই পর্যায়টি প্রয়োজনীয়ভাবে কার্যকর হয় নাযে কোনও কিছুর জন্য, তবে ক্লাসিকাল কম্পিউটারে যত দ্রুত সম্ভব কোয়ান্টাম কম্পিউটারে আকর্ষণীয় সমস্যাগুলি সমাধান করতে সক্ষম হওয়া একটি প্রয়োজনীয় শর্ত। আপনি এই পর্যায়ে 'আকর্ষণীয়' সমস্যাগুলি অগত্যা সমাধান করতে পারবেন না এই কারণটি মানুষ কখনও কখনও 'আধিপত্য' শব্দটির সাথে অসন্তুষ্ট হয়। (রাজনৈতিক মতাদর্শের সাথে করার অন্যান্য কারণ রয়েছে, যা আমার মতে ন্যায়সঙ্গত তবে এখানে অফ-টপিক।) যদি আপনি পছন্দ করেন - তবে এটি কোয়ান্টাম প্রযুক্তিগুলি নির্দিষ্টভাবে গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠছে এমন একটি বিন্দুটিকে চিহ্নিত করে? শক্তি, যদিও এখনও আপনার পকেটে, ডেস্কটপ কম্পিউটারগুলিতে বা এমনকি অগত্যা শিল্পকৌশলগত কম্পিউটারগুলিতে মোবাইল ফোনটি প্রতিস্থাপনের কোনও বিপদে নেই - তবে এটি কোনও কোয়ান্টাম কম্পিউটেশনাল প্রযুক্তির বিকাশযুক্ত বক্ররেখার আগ্রহ।

---

কিন্তু বটম লাইন যে, হ্যাঁ, "কোয়ান্টাম আধিপত্য" হয় অবিকল সম্পর্কে অন্তত আপনি তাদের থাকতে পারে যে কিছু নির্দিষ্ট প্রক্রিয়াকে সিমুলেট করতে পারবে না সঞ্চালন এবং "না নির্দিষ্ট আকারের অনুকরণ কোয়ান্টাম কম্পিউটারের সক্ষম হচ্ছে", বা, এই বেঞ্চমার্ক কেবল কোয়ান্টাম প্রযুক্তির উপর নির্ভর করে না তবে সর্বোত্তম উপলব্ধ ধ্রুপদী প্রযুক্তি এবং সর্বোত্তম উপলব্ধ শাস্ত্রীয় কৌশলগুলির উপর নির্ভর করে। এটি একটি অস্পষ্ট সীমানা, যা আমরা যদি বিষয়গুলিতে গুরুতর হয়ে থাকি তবে আমরা কেবলমাত্র আত্মবিশ্বাসী হয়ে উঠব যে আমরা সত্যের পরে এক বা দুই বছর পেরিয়েছি। তবে এটি অতিক্রম করা একটি গুরুত্বপূর্ণ সীমানা।

Comments

পাদটীকা হিসাবে: আপনার প্রশ্নের প্রসঙ্গে "এটি কি একই অ্যালগরিদম হতে হবে?", কোয়ান্টাম কম্পিউটার কেবলমাত্র একটি ভিন্ন ধরণের অ্যালগরিদম ব্যবহার করে একটি শাস্ত্রীয় কম্পিউটারের উপর একটি সুবিধা অর্জন করতে পারে । কারণটি সহজ: কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি আরও দ্রুত অপারেশন সম্পাদন করে কোনও লাভ অর্জন করতে পারে না (অবশ্যই তাদের বর্তমান বিকাশের বর্তমান অবস্থাতেই নয় এবং সম্ভবত কখনও হয় নি) তবে কম অপারেশন করে, যা প্রচলিত কম্পিউটার যে বোধগম্য কম্পিউটারের মতো হতে পারে তার সাথে সামঞ্জস্য করে না করতে হবে।

— নীল দে বৌদ্রাপ

সুতরাং, কেবল এটি নিশ্চিত করার জন্য: গুগলের announcement২-কুইট ব্রিস্টলিকন চিপ এবং আমার জ্ঞানের সিমুলেটেড সর্বাধিক সংখ্যক কুইটগুলির সাথে 56 কোবিট হিসাবে আমরা গুগল তাদের চিপ প্রমাণিত হওয়ার সাথে সাথেই পৌঁছে যেতে পারি?

— বেলাশাদ্রি

শর্ত থাকে যে গুগল চিপের কুইটগুলি যথেষ্ট স্থিতিশীল রয়েছে এবং অপারেশনগুলিতে ত্রুটির হারগুলি যথেষ্ট কম, যে কেউ এমন কিছু করার জন্য পর্যাপ্ত ক্রিয়াকলাপ সম্পাদন করতে পারে যা মেমরির ডিকোহারের আগে শাস্ত্রীয়ভাবে অনুকরণ করা শক্ত - তবে হ্যাঁ, এটিই প্রথম হতে পারে "কোয়ান্টাম আরোহ" ইভেন্ট। নীতিগতভাবে, কোনও প্রদেয় আর্কিটেকচারের আরোহণ সম্পর্কে কথা বলতে অনেক অর্থ হয়, যার মধ্যে গুগলের ব্রিস্টলোকন একটি উদাহরণ। তবে historicalতিহাসিক ট্রাইভিয়ার অংশ হিসাবে, এটি চিহ্নিত করা আকর্ষণীয় হবে যে এই চিহ্নটিতে প্রথম কে ছিল এবং গুগল প্রথম হতে পারে।

— নিল দে বৌদ্রাপ

Answer 2

2012 সালে ( 1203.5813 ) প্রিস্কিল দ্বারা প্রবর্তিত কোয়ান্টাম আধিপত্যের শব্দটি নিম্নলিখিত বাক্য দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে:

তাই আমরা কোয়ান্টাম আধিপত্যের যুগের সূচনা ত্বরান্বিত করার আশাবাদী, যখন আমরা সাধারণ ডিজিটাল কম্পিউটারগুলির দ্বারা অর্জন করা যায় না তার বাইরেও নিয়ন্ত্রিত কোয়ান্টাম সিস্টেমগুলি সহ কার্য সম্পাদন করতে সক্ষম হব।

অথবা, উইকিপিডিয়া যেমন এর পুনঃব্যবস্থাপনা করে, তত্ক্ষণাত ক্লাসিকাল কম্পিউটারগুলি ব্যবহার করতে পারে না এমন সমস্যাগুলি সমাধান করার কোয়ান্টাম কম্পিউটিং ডিভাইসের সম্ভাব্য ক্ষমতা হ'ল কোয়ান্টাম আধিপত্য ।

এটা লক্ষনীয় যে এই হল না গাণিতিক অর্থে একটি সুনির্দিষ্ট সংজ্ঞা। আপনি যে বিষয়ে সুনির্দিষ্ট বক্তব্য দিতে পারেন তা হল কোনও প্রদত্ত সমস্যার জটিলতা কীভাবে ইনপুটটির মাত্রা দিয়ে স্কেল করে (বলুন, সিমুলেট করার জন্য কুইবিটের সংখ্যা, যদি কোনও সিমুলেশন সমস্যা নিয়ে কাজ করে তবে)। তারপরে, যদি এটি প্রমাণিত হয় যে কোয়ান্টাম মেকানিক্স একই সমস্যাটিকে আরও দক্ষতার সাথে সমাধান করতে দেয় (এবং, গুরুত্বপূর্ণভাবে আপনি এটি প্রমাণ করতে সক্ষম হন), তবে কোয়ান্টাম ডিভাইসের জন্য কোয়ান্টাম আধিপত্যের প্রমাণ দেওয়ার (বা বরং প্রমাণ দেওয়ার জন্য) সুযোগ রয়েছে ( বা কোয়ান্টাম সুবিধা , বা যাইহোক আপনি এটি কল করতে পছন্দ করেন, উদাহরণস্বরূপ এখানে মন্তব্যগুলিতে আলোচনাটি দেখুন )।

---

সুতরাং, উপরের আলোকে, যখন কেউ দাবি করতে পারে কোয়ান্টাম আধিপত্যের শাসনে পৌঁছেছে ? দিন শেষে, এমন কোনও জাদু সংখ্যা নেই যা আপনাকে "ধ্রুপদীভাবে যুগোপযোগী শাসন ব্যবস্থা" থেকে "কোয়ান্টাম আধিপত্যবাদী শাসনব্যবস্থায়" নিয়ে আসে এবং এটি একটানা ক্রমবর্ধমান রূপান্তরিত হয়, যার মধ্যে একজন আরও এবং আরও প্রমাণ সংগ্রহ করে ক্লান্তিকাল পদার্থবিজ্ঞানের তুলনায় কোয়ান্টাম মেকানিকরা আরও ভাল করতে পারে এমন বিবৃতিগুলি (এবং প্রক্রিয়ায়, বর্ধিত চার্চ-টুরিং থিসিসের বিরুদ্ধে প্রমাণ সরবরাহ করে)।

একদিকে এমন কিছু সরকার রয়েছে যা স্পষ্টতই "কোয়ান্টাম আধিপত্যবাদী শাসন ব্যবস্থায়" পড়ে। এটি যখন আপনি কোয়ান্টাম ডিভাইসটির সাথে কোনও সমস্যার সমাধান করতে পরিচালনা করেন যা আপনি কেবল শাস্ত্রীয় ডিভাইস দিয়ে সমাধান করতে পারবেন না । উদাহরণস্বরূপ, একটি বিশাল সংখ্যা যে কোনো শাস্ত্রীয় ডিভাইসের সাথে গনা মহাবিশ্বের বয়স লাগবে উত্পাদক যদি আপনি পরিচালনা (এবং অভিমানী কেউ পরিচালিত প্রমাণ যে ফ্যাক্টরিং প্রকৃতপক্ষে যা একটি প্রদত্ত থেকে অনেক দূরে শাস্ত্রীয় কঠিন,), তারপর মনে হয় খণ্ডন করা শক্ত যে কোয়ান্টাম মেকানিক্স প্রকৃতপক্ষে শাস্ত্রীয় ডিভাইসগুলির চেয়ে কিছু দক্ষতার সাথে কিছু সমস্যা সমাধানের অনুমতি দেয়।

কোয়ান্টাম আধিপত্যের কথা ভাবার জন্য উপরের উপরেরটি ভাল উপায় নয়, বেশিরভাগ কারণ কোয়ান্টাম কম্পিউটারের সাথে ব্যবহারিক সমস্যাগুলি সমাধান করতে সক্ষম হওয়ার আগে কোয়ান্টাম আধিপত্যের অন্যতম প্রধান বিষয় একটি মধ্যবর্তী পদক্ষেপ হিসাবে। প্রকৃতপক্ষে, কোয়ান্টাম আধিপত্যের সন্ধানে, কেউ দরকারী সমস্যাগুলি সমাধান করার চেষ্টা করার প্রয়োজনটিকে শিথিল করে এবং কেবলমাত্র নীতিটি আক্রমণ করার চেষ্টা করে যে কমপক্ষে কিছু কাজের জন্য, কোয়ান্টাম মেকানিক্স সত্যই সুবিধা সরবরাহ করে।

আপনি যখন এটি করেন এবং কোয়ান্টাম আধিপত্যের পরিচয় দিতে পারে এমন সহজতম ডিভাইসের জন্য জিজ্ঞাসা করেন , জিনিসগুলি জটিল হতে শুরু করে। আপনি থ্রেশহোল্ড যার উপরে কোয়ান্টাম ডিভাইস খুঁজতে চান ভাল এই পরিমাণ শাস্ত্রীয় বেশী, কিন্তু ডিভাইস দুই আমূল বিভিন্ন ধরণের তুলনা, আলগোরিদিম আমূল বিভিন্ন ধরণের চলমান । এটি করার কোনও সহজ (জ্ঞাত?) উপায় নেই। উদাহরণস্বরূপ, আপনি দুটি আলাদা ডিভাইস তৈরি করতে কত ব্যয়বহুল তা বিবেচনায় রাখেন? এবং সাধারণ উদ্দেশ্যে শাস্ত্রীয় ডিভাইসের একটি বিশেষ উদ্দেশ্য কোয়ান্টামের সাথে তুলনা করার বিষয়ে কী? এটা কি ফর্সা? যাচাইয়ের বিষয়ে কিকোয়ান্টাম ডিভাইসের আউটপুট, এটি প্রয়োজনীয়? এছাড়াও, আপনার জটিলতার ফলাফলগুলি হওয়া আপনার কতটা কঠোর প্রয়োজন? কোয়ান্টাম আধিপত্য পরীক্ষার মানদণ্ডগুলির প্রস্তাবিত যুক্তিসঙ্গত তালিকা, হ্যারো এবং মন্টানারো (প্রকৃতি 23458 , পেওয়াল্ড) দ্বারা প্রদত্ত ,$^1$:

1. একটি ভাল সংজ্ঞায়িত গণনা সমস্যা।
2. একটি কোয়ান্টাম অ্যালগরিদম সমস্যাটি সমাধান করছে যা শব্দ এবং অসম্পূর্ণতাগুলি মোকাবেলায় সক্ষম একটি নিকট-মেয়াদী হার্ডওয়্যারে চলতে পারে।
3. যে কোনও ধ্রুপদী প্রতিযোগীকে অনুমতিপ্রাপ্ত প্রচুর গণ্য সংস্থান (সময় / স্থান)।
4. অল্প সংখ্যক সু-ন্যায়সঙ্গত জটিলতা-তাত্ত্বিক অনুমান।
5. অনুমোদনের সংস্থানগুলি ব্যবহার করে যে কোনও শাস্ত্রীয় প্রতিযোগী থেকে কোয়ান্টাম অ্যালগরিদমের পারফরম্যান্সের মধ্যে দক্ষতার সাথে পার্থক্য করতে পারে এমন একটি যাচাইকরণ পদ্ধতি।

ইস্যুটি আরও ভালভাবে বুঝতে 2005 এর ডি-ওয়েভের দাবিগুলির আশেপাশের আলোচনার দিকে একবার নজর দেওয়া যেতে পারে "$10^8$স্পিডআপ "তাদের ডিভাইসটির সাথে (যা কেবলমাত্র উপযুক্ত তুলনাগুলি ব্যবহার করার সময় ধারণ করে) Scott স্কট অ্যারনসনের ব্লগ পোস্ট এবং এর উল্লেখের উদাহরণের জন্য উদাহরণ দেখুন (এবং অবশ্যই ডেনচেভ এট আল এর মূল কাগজ ( 1512.02206 ))।

"ক্লাসিকাল" কে "কোয়ান্টাম আধিপত্য" শাসন ব্যবস্থার থেকে পৃথক করার সঠিক প্রান্তিকতা সম্পর্কেও বোসনের নমুনা পরীক্ষায় কোয়ান্টাম আধিপত্য দাবি করার জন্য প্রয়োজনীয় ফোটনের সংখ্যার চারপাশের আলোচনার দিকে নজর দেওয়া যেতে পারে। রিপোর্ট করা সংখ্যাটি প্রাথমিকভাবে 20 এবং 30 এর কাছাকাছি ছিল ( অ্যারনসন 2010 , প্রিস্কিল 2012 , বেনটিভ্যাগনা এট আল। 2015 , অন্যদের মধ্যে), তারপরে সংক্ষিপ্তভাবে সাত ( লাটমিরাল এট আল। 2016 ) এর নীচে চলে গিয়েছিল এবং তারপরে আবার 50 ডলার পর্যন্ত উন্নীত হয়েছিল ( নেভিলি এট আল। 2017 , এবং আপনার এখানে এই ফলাফলটির সংক্ষিপ্ত আলোচনার দিকে নজর দেওয়া যেতে পারে )।

আরও অনেক অনুরূপ উদাহরণ রয়েছে যা আমি এখানে উল্লেখ করি নি। উদাহরণস্বরূপ আইকিউপি সার্কিটের মাধ্যমে কোয়ান্টাম সুবিধা সম্পর্কে পুরো আলোচনা রয়েছে, বা ক্লাসিকভাবে কোনও ডিভাইস অনুকরণ করতে না পারার আগে প্রয়োজনীয় প্রয়োজনীয় ক্যুবিটগুলির সংখ্যা রয়েছে ( নিল এট আল। 2017 , পেডনল্ট এট আল। 2017 , এবং এই ফলাফলগুলিতে কিছু অন্যান্য আলোচনা) । আর একটি সুন্দর পর্যালোচনা যা আমি উপরে অন্তর্ভুক্ত করি নি তা হ'ল এই লন্ড এট আল। 2017 এর কাগজ।

(1) আমি এখানে Calude এবং Calude ( 1712.01356 ) হিসাবে দেওয়া মাপদণ্ডগুলির পুনর্বিবেচনা ব্যবহার করছি ।