กฎหมายของมัวร์ใช้กับการคำนวณควอนตัมหรือไม่?


25

เรียบง่าย. ไม่กฎของมัวร์นำไปใช้กับคอมพิวเตอร์ควอนตัมหรือมันจะคล้ายกัน แต่มีตัวเลขที่ปรับ (อดีต. อเนกประสงค์ทุก 2 ปี) นอกจากนี้หากกฎของมัวร์ไม่ได้นำไปใช้ทำไม qubits ถึงเปลี่ยนมัน?


1
หากการกำหนดคำถามนี้ดูเหมือนคลุมเครือเกินไปฉันถามรุ่นที่ปรับปรุงแล้วก่อนหน้านี้ในสาขาฟิสิกส์: เมื่อได้รับการยอมรับความผิดพลาดที่ปรับขนาดได้แล้วเราจะคาดหวังจำนวน qubits ในอุปกรณ์เดียวได้เร็วแค่ไหน ฉันมีความสุขมากที่ได้เห็นการสนทนาในเว็บไซต์นี้ หาก Alex Jone และชุมชนเห็นว่าเหมาะสมฉันขอแนะนำให้แก้ไขคำถามที่นี่โดยเพียงคัดลอกเวอร์ชันทั้งหมดหรือบางส่วน
Jess Riedel

@JessRiedel ฉันจะพูดในขณะที่เคารพคำถามเดิม (กะทัดรัดและตรงไปตรง) และพยายามที่จะไม่เปลี่ยนขอบเขตมากเกินไปเพื่อหลีกเลี่ยงการทำให้คำตอบปัจจุบันไม่ถูกต้องโปรดแก้ไขคำถามนี้เพื่อรวมเวอร์ชันที่ยาวขึ้น
agaitaarino

บทความยอดนิยมล่าสุด: quantamagazine.org/…
Jess Riedel

คำตอบ:


23

ถ้าคุณใช้คำจำกัดความว่า " จำนวนทรานซิสเตอร์ในวงจรรวมหนาแน่นเป็นสองเท่าทุก ๆ สองปี " มันไม่ได้ใช้แน่นอน: ตามที่ได้รับการตอบที่นี่ใน'องค์ประกอบวงจรพื้นฐาน' มีการโต้ตอบในเทคโนโลยีควอนตัมหรือไม่? ไม่มีทรานซิสเตอร์ - ในฐานะองค์ประกอบพื้นฐาน (และไม่มีโครงสร้างพื้นฐานขนานกับทรานซิสเตอร์) ในคอมพิวเตอร์ควอนตัม

หากคุณใช้คำจำกัดความทั่วไปมากขึ้น " ประสิทธิภาพของชิปเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุกๆ 18 เดือน " คำถามนั้นสมเหตุสมผลและคำตอบก็ยังไม่สามารถนำไปใช้ได้เนื่องจากกฎของมัวร์ไม่ใช่หนึ่งในฟิสิกส์พื้นฐาน ในระยะแรกมันเป็นการสังเกตของอุตสาหกรรมที่ไม่มั่นคง ต่อมาดังที่ได้กล่าวไว้ในความคิดเห็น [1] มันได้รับการอธิบายว่าทำงานเป็น " เป้าหมายการพัฒนา " และเป็น " คำทำนายการตอบสนองด้วยตนเอง " สำหรับอุตสาหกรรมเดียวกัน

กุญแจสำคัญคือเราไม่มีอุตสาหกรรมการผลิตคอมพิวเตอร์ควอนตัม เราไม่ได้อยู่ในปริมาณควอนตัมจากปี 1965 เนื้อหาที่เราจะย้ายได้เร็วขึ้น แต่ในหลาย ๆ แง่มุมเราอยู่ในศตวรรษที่ XVII-XVIII สำหรับมุมมองของการตรวจสอบไทม์ไลน์ของฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ก่อน 1950

สำหรับคำตอบที่มีประสิทธิผลมากขึ้นมีความแตกต่างพื้นฐานเล็กน้อยและมีความคล้ายคลึงกันสองสามอย่างระหว่างฮาร์ดแวร์แบบดั้งเดิมและแบบควอนตัมในบริบทของกฎของมัวร์:

  • สำหรับสถาปัตยกรรมจำนวนมากในแง่หนึ่งเราได้ทำงานกับส่วนประกอบที่เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในขณะที่เราอาจพัฒนาตัวดักจับไอออน (ขนาดคงที่) ให้พอดีกับไอออนมากขึ้น แต่เราไม่สามารถพัฒนาไอออนให้เล็กลงได้: พวกมันมีขนาดอะตอม
  • แม้ว่าเราสามารถสร้างกลอุบายได้เช่นสปินที่สามารถระบุตำแหน่งได้สามอันในแม่เหล็กโมเลกุลเดี่ยวไอออนพวกมันยังคงถูก จำกัด โดยกลไกควอนตัม เราต้องการควบคุมระดับพลังงาน 8 ระดับเพื่อควบคุม 3 qubits ( ) ซึ่งทำได้ แต่ไม่สามารถปรับขนาดได้2n
  • แม่นยำเนื่องจากปัญหาเกี่ยวกับความยืดหยุ่นเป็นหนึ่งในปัญหาที่ยากที่สุดที่เรามีกับคอมพิวเตอร์ควอนตัม - ไม่เพียง แต่มี qubits จำนวนมากซื้อยังสามารถที่จะพัวพันพวกเขา - มันอันตรายที่จะคาดการณ์จากความคืบหน้าปัจจุบัน ดูประวัติของคอมพิวเตอร์ควอนตัม NMRซึ่งติดขัดหลังจากประสบความสำเร็จในช่วงแรก ๆ ในทางทฤษฎีการเพิ่มจำนวนของ qubits ในอุปกรณ์นั้นเล็กน้อย ในทางปฏิบัติทุกครั้งที่คุณต้องการที่จะสามารถควบคุมได้อีก 1 qubit คุณต้องเพิ่มความละเอียดเป็นสองเท่าของเครื่องของคุณซึ่งกลายเป็นไปไม่ได้อย่างรวดเร็วมาก
  • หากและเมื่อมีอุตสาหกรรมที่ต้องอาศัยเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นซึ่งสามารถผลิตชิปควอนตัมแบบบูรณาการบางประเภทใช่แล้ว ณ จุดนั้นเราจะสามารถวาดขนานจริงกับกฎของมัวร์ หากต้องการทราบว่าเราอยู่ห่างจากจุดนั้นมากเท่าใดให้ดูที่การประเมินขนาดความซับซ้อนของวิศวกรรมควอนตัมมีขนาดหรือไม่?

[1] ขอขอบคุณที่เซบาสเตียน Mach สำหรับความเข้าใจและวิกิพีเดียการเชื่อมโยง สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ดูการรับเทคโนโลยีใหม่เข้าด้วยกัน: การศึกษาในการจัดทำคำสั่งทางเทคโนโลยีแก้ไขโดย Cornelis Disco, Barend van der Meulen, p. 206และกอร์ดอนมัวร์กล่าว Aloha เพื่อกฎของมัวร์


3
" กฎของมัวร์ไม่ใช่วิชาฟิสิกส์ขั้นพื้นฐาน แต่เป็นหนึ่งในการสังเกตการณ์ของอุตสาหกรรมที่น่าทึ่งเราไม่มีอุตสาหกรรมการผลิตคอมพิวเตอร์ควอนตัม " แน่นอนเช่นนั้นและฉันดีใจที่ได้เห็นผู้คนมากมายบนเว็บไซต์นี้พูดอย่างที่คุณต้องการ ทำชัดเจนมาก การคำนวณควอนตัมยังไม่ได้อยู่ที่นี่จริงๆ --- แม้ว่ากำลังจะมา
Niel de Beaudrap

2
ฉันไม่แน่ใจว่ากฎของมัวร์เป็นเพียงการสังเกต ฉันเชื่อว่ามันเป็นความเชื่อหรือระเบียบวาระการประชุม; ประเภทของสิ่งที่ต้องทำ - และรายการดีพอ
เซบาสเตียนมัค

จำนวน qubits เมื่อเวลาผ่านไปเป็นอย่างไร? goo.gl/images/3Y4v51
JollyJoker

@ JollyJoker: " กฎของมัวร์ไม่ได้เป็นหนึ่งในฟิสิกส์พื้นฐาน แต่เป็นหนึ่งในการสังเกตของอุตสาหกรรม stablished เราไม่ได้มีอุตสาหกรรม stablished ผลิตควอนตัมคอมพิวเตอร์ " ในฐานะที่เป็นข้อสังเกตเกี่ยวกับการพัฒนาเทคโนโลยีควอนตัมในช่วงแรก เป็นแนวโน้มที่เพิ่งเกิดขึ้นเช่นเดียวกับที่ดวงชะตาในกระดาษอาจเกิดขึ้นเพื่อให้คำแนะนำที่เป็นประโยชน์ในวันนี้ ไม่ได้หมายความว่ามันบ่งชี้พื้นฐานที่เชื่อถือได้อย่างยิ่งสำหรับการทำนาย มีวิธีที่ดีกว่าในการตรวจสอบความก้าวหน้าในเทคโนโลยีควอนตัม
Niel de Beaudrap

1
@ JollyJoker: จากการประเมินนั้นเราควรมีประมาณ 25-26 qubits ซึ่งตรงข้ามกับ 19, 49, 72 หรือ 2000 บางทีคุณอาจกำลังพิจารณาแพลตฟอร์มหนึ่งอยู่ใช่ไหม นอกจากนี้ qubits เหล่านี้มีความน่าเชื่อถือและคุณสามารถทำอะไรกับพวกเขา (และเป็นมาตรฐานนี้ถูกจัดขึ้นสอดคล้องกับเวลาในช่วงสองเท่าหลายครั้ง)? สำหรับฉันดูเหมือนว่าเราไม่ได้เรียนรู้ถึงความสำคัญใด ๆ จากตัวเลขที่คาดการณ์ไว้ง่าย ๆ และเพื่อให้เข้าใจว่าเทคโนโลยีควอนตัมก้าวหน้าไปอย่างไรเราอาจต้องดึงม่านกลับเพื่อตรวจสอบสิ่งที่อยู่เบื้องหลังโฆษณา
Niel de Beaudrap

8

tl; dr -กฎของมัวร์ไม่จำเป็นต้องใช้กับอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ควอนตัม ปัจจัยในการตัดสินใจอาจเกิดขึ้นหากกระบวนการผลิตสามารถปรับปรุงซ้ำ ๆ เพื่อเพิ่มสิ่งที่คล้ายกับการนับจำนวนทรานซิสเตอร์หรือสัดส่วนโดยประมาณกับประสิทธิภาพ

ความเป็นมา: กฎของมัวร์และเหตุผลที่ใช้ได้

สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่ากฎของมัวร์เป็นเรื่องเกี่ยวกับจำนวนทรานซิสเตอร์ในวงจรรวมความหนาแน่นสูงไม่ใช่ประสิทธิภาพหรือความเร็วของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แม้จะมีการกล่าวซ้ำโดยทั่วไปตามกฎของมัวร์

กฎของมัวร์เป็นการสังเกตว่าจำนวนทรานซิสเตอร์ในวงจรรวมหนาแน่นสองเท่าทุก ๆ สองปี

- "กฎของมัวร์" , Wikipedia

nทรานซิสเตอร์  VวงจรรวมVทรานซิสเตอร์.

ปริมาณของทรานซิสเตอร์ลดลงครึ่งหนึ่งทุกสองปี

จากนั้นคำถามก็กลายเป็นว่าทำไมทรานซิสเตอร์ถึงสามารถหดตัวอย่างรวดเร็วได้

นี่เป็นส่วนใหญ่เนื่องจากทรานซิสเตอร์นั้นทำจากสายประดิษฐ์แบบไมโครสโคปในวงจรรวมและเมื่อเทคโนโลยีการผลิตก้าวหน้าขึ้นเราก็สามารถทำสายไฟที่เล็กลงและเล็กลงได้:

     .

กระบวนการผลิตสายไฟที่มีขนาดเล็กอย่างบ้าคลั่งในวงจรรวมนั้นใช้ความรู้ด้านการวิจัยจำนวนมากดังนั้นคนในอุตสาหกรรมมักจะตั้งเป้าหมายที่จะปรับปรุงกระบวนการผลิตของพวกเขาซ้ำ ๆ ในอัตราที่รักษากฎของมัวร์

อย่างไรก็ตามกฎของมัวร์ก็จบลงแล้ว กระบวนการผลิตของเราใกล้จะถึงระดับอะตอมซึ่งฟิสิกส์ของสถานการณ์กำลังเปลี่ยนแปลงดังนั้นเราจึงไม่สามารถหดตัวต่อไปได้อีก

กฎของมัวร์สามารถใช้กับส่วนประกอบควอนตัมได้หรือไม่?

ดังที่ได้กล่าวไว้แล้วกฎของมัวร์ก็สิ้นสุดลงในขณะนี้ คอมพิวเตอร์มีแนวโน้มที่จะเพิ่มความเร็วเนื่องจากความก้าวหน้าอื่น ๆ แต่เราไม่ได้วางแผนที่จะสร้างทรานซิสเตอร์ย่อยอะตอมในขณะนี้ ดังนั้นแม้ความปรารถนาอันแรงกล้าของอุตสาหกรรมในการดูแลรักษามันก็ไม่น่าเป็นไปได้

หากเราสมมติพฤติกรรมที่คล้ายกันในอุตสาหกรรมควอนตัมคอมพิวเตอร์ในอนาคตเราอาจคิดว่ากฎของมัวร์อาจเกิดขึ้นหากอุตสาหกรรมพบว่าตัวเองอยู่ในตำแหน่งที่คล้ายกันซึ่งมันสามารถปรับปรุงกระบวนการผลิตของส่วนประกอบเพื่อเพิ่มจำนวนของมันแทน ตัวชี้วัดที่คล้ายกันบางส่วน)

ในเวลานี้ยังไม่ชัดเจนว่าผู้ผลิตคอมพิวเตอร์ควอนตัมพื้นฐานอุตสาหกรรมสามารถพัฒนาซ้ำ ๆ ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมาเพื่อสร้างแนวโน้มเช่นกฎของมัวร์ได้อย่างไรส่วนใหญ่เพราะมันไม่ชัดเจนว่าเทคโนโลยีสถาปัตยกรรมควอนตัมคอมพิวเตอร์ประเภทใด


6

สิ่งแรกที่ต้องเข้าใจเกี่ยวกับกฎของมัวร์คือว่าไม่ใช่กฎในแง่ที่พิสูจน์ได้ทางคณิตศาสตร์หรือแม้แต่การอ้างถึง (เช่นกฎของฟิสิกส์) จริงๆแล้วมันเป็นแค่กฎง่ายๆที่กล่าวว่าจำนวนทรานซิสเตอร์ในโปรเซสเซอร์จะเพิ่มเป็นสองเท่าทุก ๆ ปี สิ่งนี้สามารถเห็นได้ในวิธีที่ค่า x เปลี่ยนแปลงไปตามเวลา เดิมทีมันคือ x = 1 จากนั้นก็กลายเป็น x = 2 จากนั้นสิ่งที่นำไปใช้กับ (ความเร็วโปรเซสเซอร์) เปลี่ยนไป มันพิสูจน์แล้วว่าเป็นกฎของหัวแม่มือที่มีประโยชน์ส่วนหนึ่งเป็นเพราะกฎของหัวแม่มือที่ใช้ในการกำหนดเป้าหมายสำหรับโปรเซสเซอร์รุ่นใหม่

ดังนั้นจึงไม่มีเหตุผลใดที่กฎหมายของมัวร์ควรใช้กับคอมพิวเตอร์ควอนตัม แต่ก็ไม่มีเหตุผลที่จะเดาได้ว่าในอดีตที่ผ่านมาบางเกณฑ์พื้นฐานจำนวน qubit จะเพิ่มเป็นสองเท่าทุก ๆ ปี สำหรับการนำไปใช้ในการคำนวณควอนตัมส่วนใหญ่เรายังไม่มีจุดข้อมูลเพียงพอที่จะเริ่มการประมาณค่าสำหรับค่า y บางคนอาจแย้งว่ายังไม่ชัดเจนว่าเราอยู่ในยุค "หลอดสุญญากาศ" หรือ "ทรานซิสเตอร์" ของการคำนวณควอนตัม (กฎของมัวร์ไม่ได้เริ่มจนกว่ายุคทรานซิสเตอร์)

เราอาจเริ่มลองและคาดการณ์สำหรับบางระบบ ตัวอย่างเช่น D-wave มีประวัติของการเพิ่มขนาดตัวประมวลผลเป็นสองเท่า สิ่งนี้เริ่มเป็น y = 1 และปัจจุบันมีประมาณ y = 2 แน่นอนว่านี่ไม่ใช่อุปกรณ์คำนวณควอนตัมสากล สิ่งที่ดีที่สุดถัดไปที่เราอาจจะดูก็คือโปรเซสเซอร์ควอนตัม IBM ในหนึ่งปีคอมพิวเตอร์ที่มีอยู่บนประสบการณ์ควอนตัมของไอบีเอ็มเพิ่มขึ้นจาก 5 qubits ถึง 16 แม้ว่าฉันจะไม่คิดว่ามันจะมีเหตุผลที่จะคาดการณ์จากนี้


4

เรียบง่าย. กฎหมายของมัวร์ใช้กับการคำนวณควอนตัมหรือคล้ายกัน แต่มีการปรับตัวเลข (เช่นสามครั้งทุก 2 ปี) นอกจากนี้หากกฎของมัวร์ไม่ได้นำไปใช้ทำไม qubits ถึงเปลี่ยนมัน?

คำถามที่ยอดเยี่ยมพร้อมคำตอบที่ดี; ยังฉันจะลองใช้มือดู

ไม่คอมพิวเตอร์ควอนตัมส่วนใหญ่ไม่มี qubits ที่สร้างขึ้นในซิลิคอน แม้ไม่กี่คนที่จะไม่ได้สร้างขึ้นโดยใช้การพิมพ์หินคอมพิวเตอร์ การคำนวณควอนตัมอยู่ในช่วงแรก ๆ มันไม่สามารถเปรียบเทียบได้โดยตรงกับเทคโนโลยีที่เป็นผู้ใหญ่ในรูปแบบที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง


ข้อมูลที่สนับสนุนคำตอบสั้น ๆ นั้น:

คำถามนี้ถูกถามในวิชาฟิสิกส์ SE: " สมเหตุสมผลที่จะคาดว่ากฎของ Moore สำหรับการคำนวณควอนตัม? " โดยได้รับคำตอบเดียว; ไม่ได้รับการตอบรับเป็นอย่างดี (400 วิวใน 144 วันและ 1 โหวตขึ้น)

มันเรียกว่ากฎของโรสโดยบางคน; หลังจาก CTO ของ D-Wave Systems ดูบทความนี้: " กฎการคำนวณควอนตัมโรสเป็นกฎของมัวร์สเตียรอยด์ " หรือหน้า Flickr ของกรรมการผู้จัดการของ บริษัท การลงทุน Draper Fisher Jurvetson, Steve Jurvetson: " กฎหมายของโรสสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม "

กฎของโรส

แผนภูมิวิ่งไปข้างหน้าบิตของตัวเองและนำไปใช้กับควอนตัมหลอมคอมพิวเตอร์ก็ไม่ได้ว่าเปรียบได้กับคอมพิวเตอร์ควอนตัมสากล

เหตุผลของกฎของมัวร์นั้นไม่ได้เปรียบเทียบกันอย่างแน่นอนเพราะมันอ้างถึงทรานซิสเตอร์และกระบวนการผลิตที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงคุณกำลังเปรียบเทียบกระบวนการผลิตที่ก่อตั้งขึ้นในเวลานั้นกับคอมพิวเตอร์ที่อยู่ในยุคแรกสุดและสร้างขึ้นด้วยมือเป็นหลัก

หน้าเว็บของ Wikipedia อธิบายกฎของ Mooreด้วยวิธีนี้:

"กฎของมัวร์เป็นการสังเกตว่าจำนวนทรานซิสเตอร์ในวงจรรวมหนาแน่นเป็นสองเท่าทุก ๆ สองปีการสังเกตนั้นตั้งชื่อตามกอร์ดอนมัวร์ผู้ร่วมก่อตั้ง Fairchild Semiconductor และ Intel ซึ่งในปี 1965 กระดาษได้เพิ่มเป็นสองเท่าในแต่ละปี จำนวนส่วนประกอบต่อวงจรรวมและคาดการณ์อัตราการเติบโตนี้จะดำเนินต่อไปอีกอย่างน้อยอีกหนึ่งทศวรรษในปี 1975 เขาตั้งตารอการคาดการณ์ในทศวรรษหน้าเขาเพิ่มการคาดการณ์เป็นสองเท่าทุก ๆ สองปี David House ผู้บริหารของ Intel ซึ่งคาดการณ์ว่าประสิทธิภาพของชิปจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในทุก ๆ 18 เดือน (เป็นการรวมกันของเอฟเฟกต์ของทรานซิสเตอร์ที่มากขึ้น

กราฟิกของGordon E. Mooreจาก 1965 มีลักษณะเช่นนี้:

กฎของมัวร์ดั้งเดิม

บทความโดย Max Roser และ Hannah Ritchie (2018) - " ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี " ตีพิมพ์ออนไลน์ที่ OurWorldInData.org อธิบายว่าสมการเลขชี้กำลังได้ถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายทุกอย่างจากกฎของมัวร์พลังการคำนวณ (การดำเนินการต่อวินาทีและความเร็วนาฬิกา) * เธรด) ความคืบหน้าของการบินของมนุษย์หรือลำดับดีเอ็นเอจีโนมของมนุษย์

กฎของมัวร์เป็นการสังเกตและการฉายของแนวโน้มทางประวัติศาสตร์และไม่ได้เป็นทางกายภาพหรือกฎธรรมชาติ แม้ว่าอัตราการคงที่จาก 1975 จนถึงรอบ 2012 อัตราได้เร็วขึ้นในช่วงทศวรรษแรก ความคิดถึงในยุคแรก ๆ ของการใช้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลนั้นได้รับจากคุณสมบัติ Ars Technica: " การสร้างแล็ปท็อปที่ทันสมัย: การมองในเชิงลึกเกี่ยวกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนการออกแบบอุตสาหกรรมกฎของมัวร์และอื่น ๆ "

ในการสื่อสารของ ACM ฉบับนี้ 60 ฉบับที่ 1 บทความ: " กฎเอ็กซ์โพเนนเชียลของการคำนวณการเติบโต " ผู้เขียนเดนนิ่งและลูอิสอธิบาย:

"การเติบโตแบบเอ็กซ์โพเนนเชียลสามประเภทดังที่กล่าวไว้ - การเพิ่มขึ้นของส่วนประกอบความเร็วและการใช้เทคโนโลยีเป็นสองเท่า - ทุกอย่างอยู่ภายใต้หัวข้อของกฎของมัวร์เนื่องจากกฎของมัวร์ดั้งเดิมใช้กับส่วนประกอบบนชิปเท่านั้น เทคโนโลยีปรากฏการณ์อื่น ๆ ต้องอยู่ในที่ทำงานเราจะใช้คำว่า "กฎของมัวร์" สำหรับกฎการเพิ่มองค์ประกอบสองเท่าที่ Moore เสนอและ "การเติบโตแบบเอ็กซ์โปเนนเชียล" สำหรับการวัดประสิทธิภาพอื่น ๆ ทั้งหมดที่พล็อตเป็นเส้นตรงบนกระดาษบันทึก ผลการเจริญเติบโตเราจะสามารถคาดหวังการเติบโตแบบทวีคูณในพลังการคำนวณของเทคโนโลยีของเราได้หรือไม่?

การเติบโตแบบเลขชี้กำลังขึ้นอยู่กับการยอมรับสามระดับในระบบนิเวศการคำนวณ (ดูตารางที่นี่) ระดับชิปเป็นโดเมนของกฎของมัวร์ตามที่ระบุไว้ อย่างไรก็ตามชิปที่เร็วกว่านั้นไม่สามารถรับรู้ถึงศักยภาพของมันได้เว้นแต่ว่าระบบคอมพิวเตอร์แม่ข่ายนั้นจะรองรับความเร็วที่เร็วกว่าและหากปริมาณงานของแอพพลิเคชั่นนั้นเพียงพอสำหรับการคำนวณแบบขนานเพื่อให้ชิปไม่ว่าง และระบบที่เร็วกว่านั้นไม่สามารถเข้าถึงศักยภาพของตนได้หากไม่ได้รับการยอมรับอย่างรวดเร็วจากชุมชนผู้ใช้ กระบวนการปรับปรุงในทั้งสามระดับจะต้องอธิบาย มิฉะนั้นระบบหรือระดับชุมชนจะเป็นคอขวดและเราจะไม่สังเกตเห็นผลกระทบที่มักจะอธิบายว่าเป็นกฎของมัวร์

ด้วยการสนับสนุนแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เราจะแสดงสิ่งที่ทำให้สามารถทวีคูณเป็นทวีคูณในแต่ละระดับ เทคโนโลยีสารสนเทศอาจมีลักษณะเฉพาะในการรักษาระดับการเติบโตแบบทวีคูณทั้งสามระดับ เราจะสรุปได้ว่ากฎของมัวร์และการเพิ่มทวีคูณมีฐานทางวิทยาศาสตร์ ยิ่งไปกว่านั้นกระบวนการทวีคูณแบบทวีคูณนั้นมีแนวโน้มที่จะดำเนินต่อไปในเทคโนโลยีที่หลากหลายสำหรับทศวรรษต่อ ๆ ไป

ตัวเองปฏิบัติตาม

ความสำเร็จอย่างต่อเนื่องมีความหมายโดยกฎของมัวร์มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเศรษฐกิจดิจิทัล ริชาร์ดจีแอนเดอร์สันนักเศรษฐศาสตร์กล่าวว่า "การศึกษาจำนวนมากได้ติดตามสาเหตุของการเร่งผลิตภาพไปสู่นวัตกรรมทางเทคโนโลยีในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ที่ลดราคาของส่วนประกอบและผลิตภัณฑ์ดังกล่าวลงอย่างรวดเร็ว (เช่นการขยายขีดความสามารถ ผลิตภัณฑ์) "1 Robert Colwell ผู้อำนวยการสำนักงานเทคโนโลยี Microsystems ของ DARPA สะท้อนถึงข้อสรุปเดียวกันซึ่งเป็นสาเหตุที่ DARPA ลงทุนในการเอาชนะปัญหาคอขวดของเทคโนโลยีหลังกฎหมายของ Moore [5] หากกฎหมายของ Moore สิ้นสุดลงแล้ว เศรษฐกิจจะลึกซึ้ง

ไม่น่าแปลกใจเลยที่คำอธิบายมาตรฐานของกฎหมายคือเศรษฐกิจ มันกลายเป็นคำพยากรณ์ที่ตอบสนองด้วยตนเองของ บริษัท ชิปทั้งหมดที่จะผลักดันเทคโนโลยีเพื่อตอบสนองการเติบโตแบบทวีคูณที่คาดไว้ คำทำนายที่ตอบสนองตนเองคือการทำนายที่ทำให้ตัวเองกลายเป็นจริง สำหรับส่วนใหญ่ในช่วง 50 ปีที่ผ่านมาบวกกับการคำนวณนักออกแบบได้เน้นประสิทธิภาพ เร็วกว่าดีกว่า เพื่อให้ได้ความเร็วมากขึ้นสถาปนิกชิปจึงเพิ่มความหนาแน่นของส่วนประกอบโดยการเพิ่มการลงทะเบียนฟังก์ชันระดับสูงหน่วยความจำแคชและหลายคอร์ในพื้นที่ชิปเดียวกันและการกระจายพลังงานที่เท่ากัน กฎของมัวร์กลายเป็นเป้าหมายในการออกแบบ ".

กฎของมัวร์ได้รับความช่วยเหลือเป็นอย่างมากสร้างอนาคตและรักษาอัตราการเติบโตไว้เป็นเป้าหมายของผู้ที่มีกำไร ไม่ได้ถูก จำกัด ด้วยข้อ จำกัด ทางเทคโนโลยีทั้งหมด หากผู้บริโภคต้องการบางสิ่งบางอย่างก็มีให้และบางครั้งก็มีแนวคิดที่ดีกว่า สิ่งที่เป็นที่นิยม (ความเร็วสัญญาณนาฬิกา) ที่ขายในราคาระดับพรีเมียมและสิ่งที่ครั้งหนึ่งไม่เป็นที่เข้าใจกัน (แกนและเธรดมากขึ้น) ได้รับการเลื่อนเป็นทางไปข้างหน้า

กฎของมัวร์ได้รับการตอบรับอย่างดี, การพัฒนาในหลายสิ่งหลายอย่างเช่นเคิซ " กฎหมายของเร่งผลตอบแทน " นี่คือกฎของ Moore ที่อัปเดตแล้ว (ตามกราฟของ Kurzweil):

กฎหมายของ Kurzweil

อีกแผนภูมิตามความเป็นจริงจัดทำโดยTop500แผนภูมิของการเติบโตแบบเลขชี้กำลังของกำลัง SuperComputer: สุดยอด 500 SuperComputers

บทความวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของมหาวิทยาลัยมิสซูรี: "การพยากรณ์การยอมรับของผู้บริโภคต่อการใช้นวัตกรรมทางเทคโนโลยี: การเลือกรูปแบบการแพร่ที่เหมาะสมสำหรับผลิตภัณฑ์และบริการใหม่ก่อนเปิดตัว " อธิบายว่ารูปแบบเบส (การดัดแปลงของเส้นโค้งโลจิสติก ) เป็นวิธีที่ดี การเจริญเติบโต (ขึ้นอยู่กับสถิติที่ผ่านมา)

เส้นโค้งการขนส่งมีการเริ่มต้นที่ช้าความคืบหน้าในระยะกลางที่ดีตามด้วยการชะลอตัวในที่สุด มักถูกแทนที่ด้วยสิ่งใหม่

Curve Logistic

ในแบบจำลองการพยากรณ์ผู้เขียนมีสิ่งนี้เพื่อพูดว่า:

" MODELS

ม.. สิ่งนี้ส่งผลให้แบบจำลอง (Bv) ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าคนอื่น ๆ ในบริบทของนวัตกรรมที่มีราคาต่ำ น่าเสียดายที่มีเพียงหนึ่งนวัตกรรมในบริบทนี้ - ขอแนะนำให้ทำการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อทดสอบความมีชีวิตของการเปลี่ยนแปลงนี้ด้วยชุดข้อมูลเพิ่มเติมในบริบทต่างๆ

Simple Logistic model เป็นหนึ่งในแบบจำลองการแพร่ที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จัก มันเป็นรุ่นพื้นฐานมาก แต่ชัดเจนกว่ารุ่นอื่น ๆ ในบริบทของนวัตกรรมราคาถูก แบบจำลอง Gompertz ไม่แนะนำสำหรับการพยากรณ์การแพร่กระจายของนวัตกรรมใหม่หรือรุนแรงก่อนที่จะเปิดตัวนวัตกรรม อย่างไรก็ตามแบบจำลอง Gompertz อาจเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการพยากรณ์ที่สร้างขึ้นได้ดีหลังจากการเปิดตัวนวัตกรรม ในขณะที่ไม่ได้มุ่งเน้นการวิจัยนี้ก็พบว่าการแพร่กระจายของนวัตกรรมโทรทัศน์ฉายตามโค้ง Gompertz ที่สมบูรณ์แบบ

ตำแหน่งของมัวร์ในฐานะผู้ร่วมก่อตั้งของ Intel ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเขาสามารถช่วยการคาดการณ์ของเขาให้เป็นจริงและติดตามได้ การคำนวณควอนตัมนั้นใกล้กับแหล่งกำเนิดที่จะผลักดันไปข้างหน้าเพียงแค่เทเงินลงบนมันด้วยเส้นทางมากมายในการสร้างเงินอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ประสบความสำเร็จจะต้องมีการจัดสรรอย่างชาญฉลาด

" แผนงานด้านเทคโนโลยีควอนตัมของยุโรป " (11 ธ.ค. 2017) แสดงความท้าทายบางประการตามการแนะนำ:

" บทนำ

ยังไม่มีข้อความ

(1) ชุด qubits ที่ยืดขยายได้อย่างง่ายดาย

(2) ซึ่งเวลาในการเชื่อมโยงกันนานพอสำหรับการอนุญาตให้ใช้งานร่วมกัน

(3) และมีสถานะเริ่มต้นที่สามารถตั้งค่าได้

(4) qubits ของระบบสามารถทำงานได้อย่างเป็นเหตุเป็นผลด้วยชุดประตูสากล

(5) และสถานะสุดท้ายสามารถวัดได้

(6) เพื่อให้สามารถสื่อสารได้ qubits ที่อยู่กับที่สามารถแปลงเป็นอุปกรณ์เคลื่อนที่ได้

(7) และถ่ายทอดอย่างซื่อสัตย์

มันเป็นที่เข้าใจกันว่ามันเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานของคอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดที่หลีกเลี่ยงไม่ได้และมีแนวโน้มมากกว่าในคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม

หน่วยประมวลผลควอนตัมในวันนี้ถูกนำมาใช้โดยใช้ระบบกายภาพ หน่วยประมวลผลควอนตัมที่ดำเนินการเกี่ยวกับการลงทะเบียนของ qubits นั้นสามารถแสดงให้เห็นถึงอินสแตนซ์ขั้นพื้นฐานจำนวนมากของอัลกอริทึมและโปรโตคอลควอนตัม การพัฒนาสู่คอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่ที่มีคุณลักษณะครบถ้วนเผชิญกับความท้าทายในการปรับขนาดซึ่งประกอบด้วยการบูรณาการ qubits จำนวนมากและการแก้ไขข้อผิดพลาดของควอนตัม มีการเสนอสถาปัตยกรรมที่ยอมรับความผิดที่ต่างกันเพื่อจัดการกับความท้าทายเหล่านี้ ความพยายามที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของห้องปฏิบัติการทางวิชาการการเริ่มต้นและ บริษัท ขนาดใหญ่เป็นสัญญาณที่ชัดเจนว่าการคำนวณควอนตัมขนาดใหญ่ถือเป็นเป้าหมายที่ท้าทาย แต่อาจให้ผลตอบแทน "

...

มีเส้นทางมากเกินไปที่จะเลือกและกำหนดวิธีที่ดีที่สุดไปข้างหน้าเพื่อกำหนดรูปแบบการเติบโต (เช่นกฎของมัวร์) และไม่ควรคาดหวังเส้นตรง

ด้วยคอมพิวเตอร์ของ D-Wave แต่ละ qubits ของ qubits แสดงถึงพลังในการคำนวณเพิ่มขึ้นสองเท่าสำหรับเซตย่อยของปัญหาที่เหมาะสมสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมสากลทั่วไปแต่ละ qubit ที่เพิ่มขึ้นนั้นแสดงถึงอำนาจสองเท่า แต่น่าเสียดายที่แต่ละ qubit เดียวจะต้องมีตัวแทนจากหลาย qubits เพื่ออนุญาตการแก้ไขข้อผิดพลาดและรักษาการเชื่อมโยงกัน เทคโนโลยีบางอย่างที่ใช้ในการดำเนินการ qubits อนุญาตให้ใช้ qubits น้อยลงหรือน้อยลงเนื่องจากไม่มีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นได้ง่ายและมีความต่อเนื่องยาวนานกว่าและมีความเที่ยงตรงมากกว่า ความเร็วในการควบคุมเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกเทคโนโลยีที่จะใช้งานและในขณะที่มันจะส่งผลกระทบต่อพล็อตของเส้นโค้งมันอยู่นอกขอบเขตของคำตอบที่เสนอไว้ที่นี่

อ่านเพิ่มเติม: " การควบคุมอย่างต่อเนื่องของอิเล็กตรอนเดี่ยว: การทบทวนความก้าวหน้าในปัจจุบัน " (1 ก.พ. 2018), " การควบคุมด้วยไฟฟ้าอย่างรวดเร็วของไฮเพอร์ฟีนช่วยในการหมุนนิวเคลียร์เจือปนในสารกึ่งตัวนำ " (30 มี.ค. 2018), " A> 99.9% -dot qubit ปั่นกับ coherence ถูก จำกัด ด้วยเสียงเรียกเก็บเงิน "(4 ส.ค. 2017)


1
น่าเสียดายที่มันมีอยู่แล้วในปี 2018 และไม่มีการพัฒนา QC "เร็วกว่าจักรวาล" :(
Tessaracter

3

บทความนี้ดูเหมือนจะอธิบายสิ่งที่คุณขออย่างเพียงพอ มันแสดงให้เห็นการเติบโตของ qubits ที่ใช้งานได้ในคอมพิวเตอร์ควอนตัม

ดังนั้นคำถามขึ้นมาว่ากฎของมัวร์สามารถนำไปใช้กับควอนตัม qubits ได้หรือไม่ และหลักฐานต้นแสดงให้เห็นว่าแน่นอนมันอาจ [... ]

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

บรรทัดอะเดียแบติกจะเป็นคำทำนายสำหรับเครื่องอบควอนตัมเช่นคอมพิวเตอร์ D-Wave สิ่งเหล่านี้เป็นไปตามการคาดการณ์ของมัวร์อย่างใกล้ชิดกับ D-Wave 1 ที่ 128 qubits ในปี 2011, D-Wave 2 ที่ 512 qubits ในปี 2013, D-Wave 2X ที่ 1,097 qubits ในปี 2015 และเครื่อง 2048 qubit ในปี 2017 [... ]

เส้นโค้งทางกายภาพคาดการณ์จำนวน qubits ทางกายภาพที่จะสามารถใช้ได้ มีข้อมูลประวัติน้อยกว่าเกี่ยวกับสิ่งเหล่านี้ แต่มีข้อบ่งชี้ว่าสิ่งเหล่านี้จะก้าวหน้าอย่างรวดเร็วเช่นกัน ตัวอย่างเช่น IBM มีเครื่อง 5 qubit ที่มีอยู่ในระบบคลาวด์ผ่าน IBM Quantum Experience และ Google ได้สาธิตเครื่อง 9 qubit บริษัท ทั้งสองนี้และ บริษัท อื่น ๆ ระบุว่าความหนาแน่นเหล่านี้จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วดังนั้นกราฟทางกายภาพจะคงอัตราการปรับปรุงเป็นสองเท่าทุก ๆ ปีในอีก 10 ปีข้างหน้าและเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุก ๆ สองปีหลังจากนั้น

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.