Waarom is resourceraming belangrijk?
In kwantumcomputing is het schatten van resources de mogelijkheid om inzicht te krijgen in de resources die nodig zijn om een bepaald algoritme uit te voeren. De resources zijn bijvoorbeeld het aantal qubits, het aantal kwantumpoorten en de verwerkingstijd.
In deze les leert u waarom de schatting van deze resources belangrijk is in kwantumcomputing.
Hoe lang duurt het om een kwantumalgoritmen uit te voeren?
Kwantumcomputers hebben het potentieel van kwantumvoordelen om een aantal wetenschappelijk en commercieel waardevolle problemen op te lossen. Een van de belangrijkste toepassingen voor kwantumcomputing is bijvoorbeeld het verbreken van versleuteling. Het RSA-versleutelingsalgoritme is gebaseerd op de moeilijkheid om grote getallen te factoreren. Een kwantumcomputer kan grote getallen exponentieel sneller factoren dan een klassieke computer. Hoe lang duurt het dus om een kwantumalgoritmen uit te voeren die de versleuteling op een echte kwantumcomputer onderbreekt? Of met andere woorden, hoe lang zijn mijn wachtwoorden veilig?
De waarheid is de vereiste resources die nodig zijn om een kwantumalgoritme uit te voeren op een toekomstige kwantumcomputer, variëren voor verschillende rekenscenario's op basis van het type qubits, het correctieschema voor fouten en andere ontwerpopties voor architectuur. De Azure Quantum Resource Estimator is een hulpprogramma waarmee u de resources kunt schatten die nodig zijn om een kwantumalgoritmen uit te voeren voor een toekomstige kwantumcomputer. De Azure Quantum Resource Estimator kan bijvoorbeeld een schatting maken van de resources die nodig zijn om een bepaald versleutelingsalgoritmen te verbreken.
In het diagram ziet u de geschatte runtime en het aantal qubits dat nodig is om verschillende versleutelingsalgoritmen voor verschillende qubittypen te verbreken. In het diagram ziet u het volgende:
- Klassieke versleutelingsalgoritmen, die RSA (blauw), Elliptische curve (groen) en Advanced Encryption Standard (rood) zijn.
- De sleutelsterkte is ingesteld op hoogst.
- Qubittypen, die topologisch (cirkel) en supergeleiding (driehoek) zijn.
- Qubit-foutpercentage, dat is ingesteld op acceptabel.
In het diagram ziet u dat het aantal qubits en runtime dat nodig is om het AES-versleutelingsalgoritmen (Advanced Encryption Standard) te verbreken aanzienlijk hoger is dan het aantal qubits en runtime dat nodig is om de Elliptische curve- en RSA-algoritmen te verbreken. In het diagram ziet u ook dat het aantal qubits en runtime dat nodig is om een versleutelingsalgoritmen te verbreken hoger is voor supergeleidende qubits dan voor topologische qubits. Zie Cryptografische protocollen analyseren met de resource-estimatorals u meer wilt weten over het diagram.
Met dit in gedachten helpt de Azure Quantum Resource Estimator u om de impact van kwantumcomputing op de beveiliging van sommige klassieke versleutelingsmethoden te analyseren en u voor te bereiden op een kwantumveilige toekomst.
Waarom is resourceraming belangrijk in kwantumcomputing?
Inzicht in de impact van architectuurontwerpkeuzen en kwantumfoutcorrectieschema's voor specifieke toepassingen is een belangrijke uitdaging. Je moet verschillende vragen beantwoorden; Hoe groot moet een kwantumcomputer bijvoorbeeld zijn om praktische kwantumvoordelen te behalen? Hoe lang duurt de berekening? Zijn sommige qubittechnologieën beter geschikt dan andere technologieën om het probleem op te lossen dat u wilt oplossen? Wat zijn de beste architectuurkeuzes in de hardware- en softwarestacks ter ondersteuning van geschaalde kwantumberekeningen?
De resource-estimator helpt u te begrijpen hoeveel qubits er nodig zijn om een toepassing uit te voeren, hoe lang het duurt om uit te voeren en welke qubittechnologieën beter geschikt zijn om een specifiek probleem op te lossen. Als u deze vereisten begrijpt, kunt u kwantumoplossingen voorbereiden en verfijnen voor uitvoering op toekomstige, geschaalde kwantummachines.
Laten we nu meer informatie krijgen over de Azure Quantum Resource Estimator en hoe u deze kunt aanpassen om de resources te schatten die nodig zijn om een kwantumalgoritmen uit te voeren.