量子コンピューターが

私は物理学者であり、コンピュータハードウェアの知識は最小限であるという免責事項の序文を述べたいと思います。私は理論的な観点から量子情報をしっかりと理解していますが、それがどのように実装されるかについての知識はありません。ここに行く...

最新のチップにキュービットがあると会社が自負しているとき、それは正確にはどういう意味ですか？は、従来のプロセッサの32ビットまたは64ビットと類似していると考えるべきですか。つまり、量子コンピュータはサイズデータ型を保持および処理できるということですか。または、はチップ上のジョセフソン接合の数のような物理的なものですか？について考えるべきか$X$$X$$X$$X$$X$従来のプロセッサのトランジスタの数と同じですか？従来のマイクロプロセッサのベンチマークはトランジスタの数なので、トランジスタとキュビットを等価にしたくなりますが、キュビットは情報の単位であり、トランジスタはハードウェアであるので、それは正しくないと思います。さらに、従来のプロセッサが数十億個のトランジスタを備えている場合に、量子キュプレマシーが約50キュービットでどのように達成されるか理解できません。理論的には、キュービットは情報であり、ハードウェアではないため、チップに「キュビット」があると言うのは奇妙に思えます。$X$

編集：

私の混乱は、結局のところ、メモリと処理能力の違いに帰着していることを理解しています。状態を保存 するには、物理キュービット（ジョセフソンジャンクション、スピン状態など）が必要です。しかし、処理能力はどこから来るのでしょうか。従来のチップでは、処理する情報を格納するためのレジスターがありますが、計算を実行するための大量のトランジスターがあります。私の質問は、この処理能力が量子コンピューターでどのように測定されるかです。チップ上の量子ゲートの数は、それらが操作できる量子ビットの数ほど重要ではありませんか？$2^X$$X$

ウィキペディアの記事に添付されている表をご覧ください。

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_quantum_processors

出発点として。「ゲートモデルQPU」は「アニーリングQPU」よりもチューリング完全である可能性が高くなります。

$X$$2^X$$X$

$X$$2^X$

従来のコンピューターのハードウェア仕様について考えると、デバイスで実行できる処理の種類に関する情報が得られます。回路ベースの量子コンピューターの場合、関連する数は、フォールトトレラントキュービットの数です。次に、これをコンピュータ化して、お気に入りのアルゴリズムの特定のインスタンスに必要なキュービット数を求め、それを因数分解などの意味で確認します。

現在、フォールトトレラントキュービットの数はゼロです。代わりに、ノイズの多いプロトタイプデバイスの時代にいます。これらはテスト用であり、何が可能かは、ゲートのノイズと接続性（制御されたゲートをどのキュービットのペアに使用できるか）に大きく依存します。会社/ラボから情報が得られない場合、他の会社/ラボが行っていることと比較する方法はありません（現在、すべてが本当にフォールトトレラントなキュービットを作成するのに十分なノイズの多いキュービットから数桁離れています） 。

私は、それらが何らかの方法で相互に接続する個別の物理システム（数学的には1キュービットで表される）を持っていると言います（そのため、接続について説明します）。物理システムは、光子の2つの異なる偏光、または電子の2つの状態として存在する可能性があります...しかし、そのようなシステムを実現する方法は複数あります。

今、量子至上主義は本当に悪い言葉です。つまり、古典的なコンピュータでシミュレートされたキュービットの最大数は約50キュービットだったという考えです。したがって、物理コンピュータが優れたサイズで実現することは、量子コンピュータが古典的なコンピュータに打ち勝つための「希望」と見なされます。

それについての良い説明ビデオはここにあります。