อุปกรณ์และการเชื่อมต่อระหว่างกันใช้กับโปรเซสเซอร์ควอนตัมคืออะไร? พวกเขาเข้ากันได้กับอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์เช่นแคช, RAM, ดิสก์ของคอมพิวเตอร์ปัจจุบันหรือไม่?
คำตอบ:
สิ่งที่คุณอธิบายเป็นคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันเป็นที่รู้จักกันเป็นสถาปัตยกรรม von Neumann วิธีการนี้เป็นหนึ่งในหลายวิธีที่จะคิดเกี่ยวกับการคำนวณคลาสสิกและมีอื่น ๆวิธีคลาสสิกที่อาจมีหรือไม่มีภาพรวมที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ควอนตัม สถาปัตยกรรม von Neumann ดูเหมือนจะไม่เกี่ยวข้องกับการคำนวณควอนตัมเนื่องจากความยากลำบากจากทั้งด้านทฤษฎีและการดำเนินการ
อย่างไรก็ตามอย่างที่ฉันพูดถึง cstheoryมีบทความเกี่ยวกับการใช้สถาปัตยกรรมควอนตัมฟอนนอยมันน์ พวกเขาทำสิ่งนี้ผ่านทางตัวนำยิ่งยวด qubits แน่นอนว่าการดำเนินการมีขนาดเล็กมากมีเพียง 7 ส่วนควอนตัม: สองยิ่งยวด qubits สองรถบัสควอนตัมสองความทรงจำควอนตัมและสองลงทะเบียน zeroing สิ่งนี้ช่วยให้ควอนตัมซีพียูของพวกเขาดำเนินการประตูหนึ่ง, สองและสามบิตบน qubits และหน่วยความจำอนุญาตให้ข้อมูล (บิต) qubits ที่จะเขียนอ่านและเป็นศูนย์ การนำควอนตัมทับซ้อนของประตูมาใช้นั้นทำได้ยากมากดังนั้นโปรแกรมจึงถูกจัดเก็บไว้ในระดับคลาส
แบบจำลองการคำนวณควอนตัมมีแนวโน้มที่จะนำมาใช้มากขึ้น ได้แก่ โมเดลการวัด, โทโพโลยีและอะเดียแบติก การใช้งานทั่วไปของโมเดลเหล่านี้มีลักษณะเหมือนการทดลองทางฟิสิกส์ (ซึ่งก็คือ!) มากกว่าคอมพิวเตอร์ กลยุทธ์ทั่วไปบางประการสำหรับการดำเนินงานรวมถึงไอออนที่ติดอยู่ควอนตัมเลนส์และวงจรตัวนำยิ่งยวด
วิธีการวงจรได้ถูกวางไว้บนชิปและในความเป็นจริงD-Wave (สปิน - ออฟจากยูบีซีในแวนคูเวอร์) อ้างว่าได้สร้างคอมพิวเตอร์ที่มีลักษณะคล้ายควอนตัมโดยใช้แบบจำลองอะเดียแบติก พวกเขาขายคอมพิวเตอร์เครื่องนี้ให้กับ Lockheed Martin แล้วแต่ทว่าวิธีการของพวกเขาก็ประสบกับความสงสัยอย่างมาก
สุดท้ายวิธีการ NMR ที่กล่าวถึงโดย @RanG เป็นสิ่งที่น่าสนใจ แต่สงสัยว่าจะไม่เท่ากับการคำนวณควอนตัมแบบเต็ม มันเทียบเท่ากับแบบควิกบิตเดียวที่สะอาด (หรือเรียกอีกอย่างว่า DQC1) และสงสัยว่าจะอ่อนแอกว่าการคำนวณควอนตัมแบบเต็ม
ไม่ได้จริงๆ คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะต้องสามารถประมวลผลควอนตัมบิต (qubits)มากกว่าบิต "คลาสสิค"
อุปกรณ์ปัจจุบัน (RAM, ดิสก์) ใช้เทคโนโลยีในปัจจุบันเพื่อรักษาบิตแบบคลาสสิก: ตัวอย่างเช่นเซลล์หน่วยความจำ (เช่นตัวเก็บประจุ) ที่มีแรงดันสูงคือ "ถือ" ค่าบิต "1"; ถ้าแรงดันไฟฟ้าต่ำบิตเป็น "0"
Qubits เป็น "ดำเนินการ" ผ่าน "อนุภาค" ที่เล็กมาก: โฟตอน, อะตอม, โมเลกุลขนาดเล็กและ "สถานะ" ของพวกเขา (ระดับพลังงาน ฯลฯ ) คือ "ค่า" ไม่สามารถบันทึกผ่านตัวเก็บประจุได้
อย่างไรก็ตามคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะมีชิ้นส่วน "คลาสสิค" แน่นอน (เช่นมีคอมพิวเตอร์สองเครื่องเชื่อมต่อหนึ่งคือคลาสสิคและหนึ่งควอนตัมถ้ามีการคำนวณที่จะทำให้ส่วนคลาสสิกจะใช้งานเมื่อต้องการผลควอนตัมที่ ส่วนควอนตัมจะเปิดใช้งาน) ดังนั้นควอนตัม - คอมพิวเตอร์จะใช้ RAM มาตรฐาน DISK รวมถึงอุปกรณ์ควอนตัมอื่น ๆ
สำหรับอุปกรณ์ควอนตัมเอง: สิ่งนี้ขึ้นอยู่กับการนำไปใช้งาน อุปกรณ์ออพติคัลจะถูกใช้เพื่อจัดการโฟตอน คอมพิวเตอร์ NMRจะต้องมีแม่เหล็กขนาดใหญ่ ฯลฯ (ฉันไม่คุ้นเคยกับการนำไปใช้จริง ๆ แต่วิกิพีเดียดูเหมือนจะมีตัวอย่างหลายอย่างที่คุณสามารถเริ่มต้นได้)