Pēdējos gados laikrakstos bieži parādās incidenti, kas saistīti ar universālajiem kvantu datoriem. Tādi uzņēmumi kā IBM (International Business Machines), Google un Intel ir steigušies paziņot, ka ir pabeiguši lielāku kubitu skaitu, bet desmitiem vai pat lielu kubitu skaitu. Ja nav pilnīgas starpsavienojuma, precizitāte ir nepietiekama un kļūdas nevar labot, vispārējas nozīmes kvantu skaitļošanu joprojām ir grūti sasniegt.
Turpretim kvantu skaitļošanas simulācija var nekavējoties izveidot kvantu sistēmas programmatūru, nepaļaujoties uz sarežģītām kvantu korekcijām. Kā jaudīga optimizācijas algoritma kodols kvantu skaitļošanas simulēšanai, kvantu gājiens divdimensiju telpā var saskaņot ikdienas uzdevumus īpašos aprēķinos ar savstarpējo savienojuma koeficientu drenāžas matricu kvantu evolūcijas telpā. Ja kvantu evolūcijas pārvaldības sistēmu var padarīt pietiekami lielu un elastīgi izstrādāt, to var izmantot, lai izpildītu daudzus optimizācijas algoritmus un aprēķinu uzdevumus, nodrošinot daudz labāku veiktspēju nekā tradicionālie datori.
Kā kvantu mikroshēma atšķiras no pašreizējās integrālās shēmas mikroshēmas?
Kvantu mikroshēmas veic kvantu skaitļošanu, savukārt datu integrālās shēmas mikroshēmas veic datu aprēķinus. Abas mikroshēmas ir atšķirīgas.
Datu integrālās shēmas mikroshēmā augstas un zemas jaudas frekvences ir 0 un 1 binārajā algoritmā, un loģiskos vārtus, kas sastāv no tranzistoriem un MOS tranzistoriem, izmanto loģisko darbību veikšanai.
Atšķirībā no integrālās shēmas mikroshēmām, kvantu mikroshēmām ir jāveic kvantu aprēķini. Divi dažādi kvantu stāvokļi |0> un |1> apzīmē 0 un 1 kvantu optimizācijas algoritmā. Kvantu aprēķinos, ko veic kvantu mikroshēmas, jābūt arī Relatīvā kvantu loģikas vārti, salīdzinot ar digitālās shēmas dizainu, var veikt superpozīcijas stāvokļa aprēķinu un superpozīcijas stāvokļa uzglabāšanu.
Šeit es galvenokārt izskaidrošu superpozīcijas stāvokļa aprēķināšanu un uzglabāšanu.
Funkcijai f(x) mums jāienes 100 x vērtības un jāiegūst 100 rezultāti. Vēlos jautāt, cik reizes jāmēra?
Klasiskajā aprēķinā atbilde ir ļoti vienkārša. Tas skaita 100 reizes un vienreiz ar x vērtību.
Tomēr, aprēķinot kvantu mikroshēmu, tas ir jāuzskaita tikai vienu reizi.
Tā kā kvantu mikroshēmas aprēķina solī mērīšanas modulis ir kubits, kas sastāv no kvantu stāvokļiem, tāpēc visas x vērtības tiek kvantētas, un 100 x vērtības var tikt uzkrātas jauktā stāvoklī, ko pēc tam kvantu mikroshēmā mēra vienreiz. . Var iegūt jauktu 100 rezultātu stāvokli, un pēc tam, veicot noteiktu precīzu mērījumu, var iegūt rezultātu, kas atbilst x vērtībai.
Tad atbilstošā superpozīcijas stāvokļa krātuve ir vieglāk saprotama. Mēs varam sajaukt 100 x vērtības vienā glabāšanas stāvoklī, nevis 100 krātuvju.
Tagad, kad kvantu mikroshēmas un integrālās shēmas mikroshēmas veic pilnīgi atšķirīgus aprēķinus, atšķirība starp atbilstošajiem komponentiem kļūst vēl lielāka. Kvantu mikroshēmas pārākums ir atkarīgs no kvantu stāvokļu uzkrāšanās daudzām sākotnējām vērtībām, kas uzlabo aprēķina efektivitāti.
Kura fotoniskā vai kvantu mikroshēma ir labāka?
Fotoniskā mikroshēma un kvantu mikroshēma ir divas definīcijas, un nav atšķirības starp augstu un zemu. Fotoniskā mikroshēma izmanto pusvadītāju materiālu spilgto tehnoloģiju, lai izraisītu nepārtrauktu lāzera gaismu un veicinātu citus silīcija fotoniskos komponentus; kvantu mikroshēma integrē kvantu maršrutu silīcija mikroshēmā, tādējādi uzstādot kvantu informācijas resursu pārvaldības lomu.
Fotoniskā mikroshēma var integrēt indija fosfīda gaismas īpašības un silīcija optisko maršrutētāju darba spējas vienā hibrīda mikroshēmā. Kad strāva tiek pievienota indija fosfīdam, gaismas viļņi, kas nonāk monokristāliskā silīcija mikroshēmā, tiek ievadīti, kā rezultātā nepārtraukti Šāda veida lāzers var vadīt citus silīcija fotoniskos komponentus.
Šāda veida lāzeriekārtas, kuru pamatā ir monokristāliskā silīcija plāksnītes, var padarīt fotoniskās mikroshēmas biežāk izmantotas datoros, un fotonisko mikroshēmu izmaksas var ievērojami samazināt, jo tiek izvēlēta liela mēroga silīcija ražošanas tehnoloģija. Kvantu mikroshēmu veidošanās ir saistīta ar kvantu datoru attīstību. Lai pabeigtu rūpnieciskās struktūras komercializāciju un modernizāciju, kvantu datoriem ir jāiet integrācijas ceļš. Supravadītāju sistēmas programmatūra, pusvadītāju materiālu kvantu punktu sistēmas programmatūra, mikrostruktūru fotonikas sistēmas programmatūra un pat atomu un pozitīvo jonu sistēmas vēlas izmantot mikroshēmas.
No mikroshēmu ceļa attīstības tendences viedokļa supravadītāju kvantu mikroshēmu sistēma tehniski ir priekšā citām fizikas sistēmām; tradicionālais pusvadītāju mikroshēmas materiāls, tas ir, kvantu punktu sistēmas programmatūra ir arī ikviena cilvēka vispārējais izpētes mērķis. Pusvadītāju mikroshēmu materiālu nozares attīstība jau sen ir bijusi perfekta. Piemēram, kad pusvadītāju materiāla kvantu mikroshēma palielinās defektu tolerantā mehānisma kvantu mikroshēmu aprēķina sliekšņa vērtību dekoherences laika un manipulācijas precizitātes izteiksmē, ir cerība, ka esošie tradicionālās pusvadītāju mikroshēmu rūpnieciskās ražošanas rezultāti tiks integrēti. Lai samazinātu projekta izmaksas.