10,000のクライアントを同時に処理する量子ネットワークをどのように構築できますか？

C10k問題は、名前（C10k）を同時に1万接続を処理するためのヌメロニムある古典コンピューティングの問題です。

10,000のクライアントを同時に処理する量子ネットワークをどのように構築できますか？

— ニャー
ソース

現在調査中の問題である（これは完全に良い興味深い質問です）ことは別として、これは使用するハードウェア/実装のタイプに大きく依存します（少なくとも、あなたが尋ねていると仮定していると思います）これがハードウェアレベルでどのように機能するかについて）-10k超伝導キュビットは10kイオントラップキュービットとは異なる方法で行われるので、この質問のために量子コンピューターの特定の実装を考えていますか？

— Mithrandir24601

私は仮想化システムの実現に最も精通しています。私の現在の研究は、大規模な分散量子コンピューターアーキテクチャの実行可能性に焦点を当てています。また、NGINXはC10kを解決するために設計されました。クォンタムバージョン（つまり、クォンタムWebサーバー）について考えています。より簡潔に定式化できたら、質問を更新します。

— meowzz 2018年

接続は実際には表面的なものである可能性があります。C10kの問題を適用する方法はたくさんあると思いますが（これまでのところ、応答の主な焦点はハードウェアにあるようです。これは質問の提示方法を理解すれば理解できます）、私のアプリケーションがそのアプリケーションであることは明らかです。量子ネットワークへ。質問はすぐに更新されます。

— meowzz

@meowzz：おそらく、私が私の答えを書き直さなければならないような方法でそれを変更しようとしている場合は、新しい質問をすることができます。私はこの質問に基づいて回答を書きましたが、ここでのいくつかのコメントの前にそれを行いました。現時点では会議に出かけていて、Wi-Fi接続が不安定であるため、しばらくしてからオンラインで表示されませんでした。。

— user1271772

質問のタイトルを元の質問に戻しました。大きな問題は、質問のタイトルが何を尋ねられているかをユーザーに伝えることです。単に質問を述べることはそれを行うための素晴らしい方法です。これとは対照的に、ほとんどの人が知っているではないだろう「Q10Kの問題は、」最初にこの質問を読んでなくても、を指します。

— Nat

回答:

私の回答へのコメントでOPは書いています：

ユニバーサルゲートの場合、最大のシステムは100未満であると述べました。どのようにして10kに到達できますか？

さて、あなたに良いニュースがあります。4日前、D-WaveはAQCカンファレンスで、YYカップリングが可能になったことを発表しました。

ここでは、ZZとYYの結合を同時に提供する超伝導回路を見ることができます。

彼らの「プレビュー」プレゼンテーションをこれ以上紹介することはできませんが、彼らがすぐに何かを発表することを期待しています。

YYカップリングが重要なのはなぜですか？これは、2007年にD-WaveのJacob BiamonteとPeter Love がXX + ZZでユニバーサル量子計算に十分であることを証明したためです。XXとYYはローテーションまで同等であるため、代わりにYY + ZZはユニバーサルであると簡単に言うことができます。

D-Waveがユニバーサルカプラーのセットを設計したので、1250ユニットセルに拡張すると、10,000キュービットユニバーサル量子コンピューターが可能になるはずです（8 x 1250 = 10,000なので、最初の回答を参照してください）。

これについての文献参照がまだないのは申し訳ありませんが、写真は全体像を伝えており、D-Waveが何かを公開するまで、これが情報の「ソース」であると思います。これが、この答えを引用する方法です。

— ユーザー1271772
ソース

ネットワークソケットが1ギガビット/秒以上のイーサネット（C10k問題）で同時に10kクライアントを処理できるようにすることは、同時に10kキュービットを処理できる量子コンピューターを作成することとは異なります。10kビットは1.25kBにすぎないので、通常のオペレーティングシステムを格納するには不十分です。

C10k問題のいくつかの一般化で各キュービットを「クライアント」と見なしたい場合、質問に対する答えは、10,000の各キュービット接続間に適用できるユニバーサルゲートセットが必要かどうかによって異なります。その場合、ユニバーサルゲートセットを備えた最大の量子コンピューターは、IBMの50キュービットマシンとGoogleの72キュービットマシンです（発表済みですが、まだ公開されていません）。

あなたはD-Waveに言及します、それは非普遍的な量子アニーラーを作ります。各キュビットが「クライアント」と見なされる場合、D-Wave 2000Qに2048キュビットがあることは事実ですが、それらのすべてを他のキュビットに接続できるわけではありません。これは、一般的なD-Waveマシンの接続グラフです。各キュビットは最大6つの他のキュビットにしか接続できないことに注意してください。この配置で10,000キュビットを取得するには、それぞれ8キュビットのこれらの「ユニットセル」をさらに作成する必要があります。ここに描かれているのは、それぞれ8キュービット（8 x 16 =合計128キュビット）の16ユニットセルを持つD-Wave Oneです。D-Wave Twoには、それぞれ8キュービットの64単位セルがありました（8 x 64 = 512キュービット）。D-Wave 2Xには132ユニットセル（8 x 144 = 1152合計キュビット）があり、D-Wave 2000Qには256ユニットセル（8 x 256 = 2048合計キュビット）があります。

10,000キュービットの場合、1250単位のセル（8 x 1250 = 10,000）が必要です。その後、D-Waveは、おそらくユニットセルのサイズ、2Dから3Dへの移行、または物理自体で再設計が必要になると述べています。

— ユーザー1271772
ソース

1000から10,000まで編集しました。空港シャトルを待っている間に低スペックの公共コンピューターでそれを書いていたので、それはタイプミスでした。IBMマシンを50キュービットから10,000キュービットに拡張するには、何も言わない可能性が高いIBMエンジニア以外の誰もが明らかにすることのできない障害を超える必要があります（ちょうどIntelがどのように優れているかについてのアイデアを公表していないように）古典的なチップを作る際の障害）。Google量子コンピューターを72キュービットから10,000に拡張する場合も同様です。あなたがおそらく得る最良の答えは、D-Waveを10,000に拡張する方法です。

— user1271772

D-Waveテクノロジー（特に接続性グラフ）の内訳に感謝します。「その後、D-Waveは、おそらくユニットセルのサイズ、2Dから3Dへの移行、または物理自体で、再設計が必要になると述べています。」再設計の内容は私にとって興味深いものです。私は100x100マトリックス（10,00セル）を検討しており、それを3d（100x100x100 = 1,000,000セル）に移動できます。

— meowzz

現在のD-Waveアーキテクチャには、それぞれ8キュービットのユニットセルがある点が異なります。私の回答でリンクした画像を参照してください。したがって、10,000を取得するために、それぞれ8キュービットの1250ユニットセルを使用することについて話すのがより理にかなっています。1250ユニットセルは、25x50の2D長方形に配置できます。各レイヤーが25x25のラティス、または8の1250ユニットセルにつながる他の可能な組み合わせで、2つのレイヤー（3Dでは上下に重ねて表示）を配置できます。それぞれキュビット。

— user1271772

@meowzz：10,000まで拡張する方法の知識がある唯一のアーキテクチャはD-Waveアーキテクチャであり、それがどのように行われるかを正確に説明しました。再設計に必要なものの詳細を知りたい場合、残念ながらそれはD-Waveだけが知っていることであり、競合他社に知られたくない情報を明らかにするように依頼します。

— user1271772

ユニバーサル量子コンピューターについても同様です。IBM、Google、およびD-Waveは、大学ではなく商業量子企業です。これらの企業が「企業秘密」として扱っていることをユーザーが説明することは期待できないと思います。課題を克服するための道のりについて、私自身の考えの例を3つ挙げました。しかし、それは10,000を超えるためではなく、10,000を超えるためです。

— user1271772