양자 프로세서와 함께 사용되는 장치 및 상호 연결은 무엇입니까? 캐시, RAM, 현재 컴퓨터의 디스크와 같은 하드웨어 장치와 호환됩니까?
답변
현재 컴퓨터라고하는 것을 폰 노이만 아키텍처라고 합니다. 이 접근법은 고전적인 계산에 대해 생각할 수있는 많은 방법 중 하나이며, 양자 컴퓨팅에 대한 일반화가 있거나 없을 수도 있는 다른 고전적인 접근법이 있습니다 . 폰 노이만 아키텍처 는 이론적 측면과 구현 측면 모두에서 어려움으로 인해 양자 컴퓨팅 과 관련 이 없을 것 같습니다 .
그러나 내가 cstheory에서 언급했듯이 양자 폰 노이만 아키텍처 구현에 대한 기사 가 있습니다. 물론 초전도 큐 비트를 통해이 작업을 수행 할 수 있습니다. 물론 초소형 큐 비트 2 개, 양자 버스, 양자 메모리 2 개, 영점 레지스터 2 개 등 7 개의 양자 부품으로 구현이 매우 작습니다. 이를 통해 양자 CPU는 큐 비트에서 1, 2 및 3 큐 비트 게이트를 수행 할 수 있으며 메모리는 (데이터) 큐 비트를 기록, 판독 및 제로화 할 수 있습니다. 게이트의 양자 중첩을 구현하는 것은 매우 어렵 기 때문에 프로그램은 고전적으로 저장됩니다.
구현 될 양자 컴퓨팅 모델에는 측정 기반, 위상 및 단열 모델이 포함됩니다. 이러한 모델의 일반적인 구현은 컴퓨터보다 물리 실험과 유사합니다. 구현을위한 일반적인 전략 중 일부는 포집 된 이온, 양자 광학 및 초전도 회로를 포함합니다.
회로 접근 방식은 칩에 적용되었으며 실제로 D-Wave (밴쿠버의 UBC에서 분사)는 양자 시뮬레이션 어닐링을 구현하기 위해 단열 모델을 사용하여 양자 같은 컴퓨터를 구축했다고 주장합니다. 그들은 이 컴퓨터를 록히드 마틴 에게 팔았다 지만 그들의 접근 방식은 회의론에 시달렸다 .
마지막으로 @RanG가 언급 한 NMR 접근법. 흥미롭지 만 전체 양자 컴퓨팅과 동등한 것으로 의심됩니다. 이는 한 번의 클린 큐 비트 모델 (DQC1이라고도 함)과 동일하며 전체 양자 컴퓨팅보다 엄격하게 약한 것으로 의심됩니다.
답변
실제로는 아닙니다. 양자 컴퓨터는 “클래식”비트가 아닌 양자 비트 (큐 비트) 를 처리 할 수 있어야합니다 .
현재의 장치 (RAM, 디스크)는 오늘날의 기술을 사용하여 클래식 비트를 유지합니다. 전압이 낮 으면 비트는 “0”입니다.
큐비 트는 매우 작은 “입자”를 통해 “구현”됩니다 : 광자, 원자, 작은 분자 및 “상태”(에너지 수준 등)는 “값”입니다. 예를 들어 커패시터를 통해 저장할 수 없습니다.
그러나 양자 컴퓨터는 확실히 “고전적인”부분을 가질 것입니다 (두 대의 컴퓨터가 연결된 것처럼 하나는 클래식이고 하나는 양자입니다. 계산이 있으면 클래식 부분이 활성화됩니다. 양자 효과가 필요할 때, 양자 부분이 활성화됩니다). 따라서 양자 컴퓨터는 표준 RAM, 디스크 및 기타 양자 장치를 사용합니다.
양자 장치 자체의 경우 : 구현에 따라 크게 달라집니다. 광학 장치는 광자를 조작하는 데 사용됩니다. NMR 컴퓨터 에는 거대한 자석 등이 있어야합니다 (실제로는 익숙하지 않지만 wikipedia에는 시작할 수있는 몇 가지 예가있는 것 같습니다).