मैं जानना चाहता हूं कि क्वांटम कंप्यूटरों के लिए किस समय जटिलता को कुशल / अक्षम माना जाता है। इसके लिए, मुझे यह जानना होगा कि प्रति सेकंड एक क्वांटम कंप्यूटर कितने ऑपरेशन कर सकता है। क्या कोई मुझे बता सकता है कि इसकी गणना कैसे की जाए और यह किन कारकों पर निर्भर करता है (कार्यान्वयन विवरण या संख्याओं की संख्या आदि)?
क्वांटम कंप्यूटर प्रति सेकंड कितने ऑपरेशन कर सकता है?
जवाबों:
एक सामान्य क्वांटम चिप के लिए एक अनुमान देना असंभव है क्योंकि फिलहाल कोई मानक कार्यान्वयन नहीं है।
फिर भी, ऑनलाइन प्रदान की गई जानकारी के साथ, विशिष्ट क्वांटम चिप के लिए इस संख्या का अनुमान लगाना संभव है। मुझे आईबीएम क्यू चिप्स पर जानकारी मिली, इसलिए यहां आईबीएम क्यू 5 टेनेरिफ़ चिप का जवाब है । लिंक में आपको चिप पर जानकारी मिलेगी, लेकिन समय के बारे में कुछ भी नहीं। आपको चिप के संस्करण लॉग तक पहुंचने की आवश्यकता है ( आईबीएम क्यू 5 टेनेरिफ़ चिप्स पृष्ठ पर दिए गए लिंक के माध्यम से )। इस संस्करण लॉग में, "गेट स्पेसिफिकेशन" अनुभाग पर जाएं, आपके पास निम्नलिखित जानकारी होगी (नीचे अधिक विवरण):
- "जीडी" के लिए एक समय, जो ऊपर दिए गए लिंक में 60ns है।
- "GF" के लिए कई बार (चलो नीचे की गणना के लिए 200ns लें)।
- एक "बफर समय", जो ऊपर दिए गए लिंक में 10ns है।
लेकिन "जीडी", "जीएफ" या "बफर टाइम" क्या प्रतिनिधित्व करते हैं? वे बेस फिजिकल ऑपरेशन हैं, यानी वे ऑपरेशन जिन्हें फिजिकल क्वाइब पर किया जाएगा। ये भौतिक ऑपरेशन तब कुछ बेस क्वांटम गेट्स को लागू करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। आप आईबीएम क्यू 5 टेनेरिफ़ चिप्स पृष्ठ पर इन भौतिक कार्यों के संदर्भ में आईबीएम क्यू के 4 बेस क्वांटम गेट्स के अपघटन का पता लगा सकते हैं । मैंने नीचे चित्रण की नकल की।
"जीडी" और "जीएफ" के साथ, एक भौतिक "एफसी" ऑपरेशन है जो समय में प्रकट नहीं होता है। इसका कारण यह है कि यह "एफसी" ऑपरेशन सिर्फ "निम्न दालों के फ्रेम को बदलता है" (क्यू गमेट स्लैक पर एक बातचीत से जे गामेटा का हवाला देते हुए), और इसलिए "एफसी" ऑपरेशन में 0 की लागत (आवेदन का समय) है।
"बफर टाइम" प्रत्येक भौतिक ऑपरेशन एप्लिकेशन के बीच एक ठहराव का समय है।
तो अंत में हम इस विशिष्ट बैकएंड पर प्रत्येक बेस गेट को लगाने के लिए आवश्यक समय की गणना कर सकते हैं:
- U1 : 0ns
- U2 : 70ns = 0ns + 60ns + 10ns (बफर) + 0ns
- U3 : 140ns = 0ns + 60ns + 10ns (बफर) + 0ns + 60ns + 10ns (बफर) + 0ns
- CX : 560ns = 0ns + 60ns + 10ns (बफर) + 200ns + 10ns (बफर) + 60ns + 10ns (बफर) + 200ns + 10ns (बफर)
इन समयसीमाओं से, आप प्रति सेकंड ऑपरेशन की संख्या घटा सकते हैं जो ibmqx4 बैकएंड प्रदर्शन कर सकता है।
एक ऑपरेशन के लिए औसत समय के कच्चे सन्निकटन के रूप में प्रति ऑपरेशन 200ns लेना, आप प्रति सेकंड 5 000 000 संचालन के साथ समाप्त होते हैं।
आप qiskit-backend-information GitHub रिपॉजिटरी पर अन्य बैकएंड के लिए डेटा पा सकते हैं ।
भौतिक संचालन और तार्किक संचालन के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर है ।
शारीरिक संचालन जो थोड़ा अपूर्ण होगा, जो कि अपूर्ण भी हैं। जिस दर पर ये प्रदर्शन किया जा सकता है, वह इस बात पर निर्भर करता है कि भौतिक प्रणाली का उपयोग किन वस्तुओं को महसूस करने के लिए किया जा रहा है। उदाहरण के लिए, सुपरकंडक्टिंग क्विबिट्स 100 ns के क्रम पर एक समय में दो क्विट गेट्स (सबसे धीमे वाले) का प्रदर्शन कर सकते हैं ( नेलिमे का उत्तर देखें )।
कई भौतिक qubits के संयोजन से, और बहुत सारे भौतिक ऑपरेशनों के साथ एक प्रक्रिया करके, हम तार्किक qubits का निर्माण कर सकते हैं । त्रुटि सुधार करके, इन qubits और उन पर किए गए कार्यों को मनमाने ढंग से सटीक बनाया जा सकता है। ये उस तरह के ऑपरेशन हैं जो क्वांटम एल्गोरिदम को लागू करने के लिए आवश्यक हैं।
वर्तमान में बहुत सारे अज्ञात हैं जो आपको तार्किक कार्यों की एक घड़ी की दर प्रदान करते हैं। खासकर तब से जब तक कि प्रूफ-ऑफ-थ्योरी लॉजिकल क्विबिट्स अभी तक नहीं बनाए गए हैं (क्वांटम एरर करेक्शन कोड्स के साथ नहीं, कम से कम)। यह इस बात पर निर्भर करता है कि भौतिक शब्दाडंबर और संचालन कितने अपूर्ण हैं, और हमें सब कुछ साफ करने के लिए कितना कुछ करने की आवश्यकता है। यह इस बात पर निर्भर करता है कि हम किस प्रकार के त्रुटि सुधार कोड का उपयोग करते हैं, जो बदले में हमारे क्वांटम प्रोसेसर के निर्देश सेट पर निर्भर करता है (अर्थात, कौन से जोड़े के जोड़े के पास दो क्वैटर गेट हो सकते हैं जो सीधे उन पर लागू होते हैं)। और यह इस बात पर निर्भर करता है कि हम कितना शोर करने को तैयार हैं, क्योंकि बेहतर आर्किटेक्चर अक्सर शोर की कीमत पर आते हैं। इसलिए बहुत अधिक निर्भरताएं हैं, और बहुत कुछ हल किया जाना है।