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量子摩尔定律问世是怎么回事?量子摩尔定律问世具体什么情况?“pp电子”

发布日期:2021-11-24 06:51浏览次数:
本文摘要:IBM2020-03-30 宣告量子计算出来新的里程碑:迄今为止最低的量子体积!与此同时,IBM公布了量子性能的“摩尔定律”,宣告其“量子霸权”时间表:为了在10年内构建量子霸权,必须每年将量子体积最少增加一倍。量子摩尔定律来了!在近日开会的2019年美国物理学不会三月会议上,IBM抛了这个概念。在这次会议上,IBM宣告它最新型的量子计算机、今年1月在CES上亮相的全球首台商用量子计算出来一体机IBMQSystemOne获取了“迄今为止最低的量子体积”。

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IBM2020-03-30 宣告量子计算出来新的里程碑:迄今为止最低的量子体积!与此同时,IBM公布了量子性能的“摩尔定律”,宣告其“量子霸权”时间表:为了在10年内构建量子霸权,必须每年将量子体积最少增加一倍。量子摩尔定律来了!在近日开会的2019年美国物理学不会三月会议上,IBM抛了这个概念。在这次会议上,IBM宣告它最新型的量子计算机、今年1月在CES上亮相的全球首台商用量子计算出来一体机IBMQSystemOne获取了“迄今为止最低的量子体积”。

“量子体积”(QuantumVolume)是IBM明确提出的一个专用性能指标,用作测量量子计算机的强劲程度,其影响因素还包括量子比特数、门和测量误差、设备交叉通信、以及设备相连和电路编译器效率等。因此,量子体积越大,量子计算机的性能就就越强劲,需要解决问题的实际问题就越少。最重要的是,IBM找到量子体积遵循一种“摩尔定律”:其量子计算机构建的量子体积,每年增加一倍:2017年IBM的Tenerife设备(5-qubit)早已构建了4量子体积;2018年的IBMQ设备(20-qubit),其量子体积是8;2019年近期发售的IBMQSystemOne(20-qubit),量子体积超过16.也就是说,自2017年以来,IBM每年将量子体积翻了一番。这种大幅提高与摩尔定律十分相近。

摩尔定律由英特尔创始人之一的戈登摩尔明确提出,即:集成电路上可容纳的晶体管数目,大约间隔两年之后不会增加一倍IBM还制订了一个雄心勃勃的时间表:为了在2020年代构建量子霸权,我们必须每年最少增加一倍的量子体积!量子体积是什么?IBM在博客上公布了对SystemQOne的几个模型测试结果的阐述。当然,重点的测量指标是“量子体积”,团队还公开发表了一篇论文,详细描述了这个指标以及如何计算出来。在论文中,他们认为,新的度量标准“分析了计算机顺利构建的仅次于宽度和深度完全相同的随机电路”,并认为它还与错误率密切相关。除了获取迄今为止最低的量子体积之外,IBMQSystemOne的性能还体现了IBM所测量到的低于错误率,平均值2-qubitgate的错误率大于2%,其最佳gate的错误率大于1%。

较低错误率很最重要,因为要想要建构功能完善、大规模、标准化、容错的量子计算机,必须较长的相干性时间和较低的错误率。量子体积是取决于量子霸权(QuantumAdvantage,又称量子优势)进展的一个基本性能指标,在这一点上,量子应用程序带给了打破经典计算机本身能力的根本性、实际的益处。接下来,详尽阐释“量子体积”的概念和意义。

IBM对QSystemOne展开了详尽的基准测试,并在博客中发布IBMQNetwork系统“Tokyo”和“Poughkeepsie”以及公开发表公布的IBMQExperience系统“Tenerife”的一些性能数据。特定量子计算机的性能可以在两个层面上回应:与芯片中基础量子位涉及的度量,我们称作“量子器件”,以及整体系统性能。下表格较为了四个最近的IBMQ系统中量子器件的基本指标:IBMQSystemOne的性能可以反映在测出的一些最优性能/低于错误率数字中。

平均值两个量子比特门误差大于2%,最佳门错误码亲率大于1%。IBM的设备基本上受到相干性时间的容许,对于IBMQSystemOne来说平均值为73μs。平均值两比特率误差率在相干性无限大的两倍之内(1.68倍),该无限大即由量子位T1和T2原作的理论无限大(IBMQSystemOne平均值为74μs和69μs)。这指出IBM的控件引发的误差十分小,早已相似该器件上最低的量子比特保真度。


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