Gilt Moores Gesetz für das Quantencomputing?

Schlicht und einfach. Gilt das Mooresche Gesetz für Quantencomputer oder ist es ähnlich, jedoch mit angepassten Zahlen (z. B. alle 2 Jahre verdreifacht)? Auch wenn Moores Gesetz nicht gilt, warum ändern Qubits es?

Nehmen Sie als Definition " die Anzahl der Transistoren in einer dichten integrierten Schaltung verdoppelt sich ungefähr alle zwei Jahre ", so trifft dies definitiv nicht zu: Haben die "grundlegenden Schaltungselemente" eine Entsprechung in der Quantentechnologie? In einem Quantencomputer gibt es keine Transistoren als Grundkomponenten (und auch keine Grundparalleltransistoren).

Wenn Sie allgemeiner definieren: "Die Chipleistung verdoppelt sich ungefähr alle 18 Monate ", ist die Frage sinnvoller, und die Antwort ist immer noch, dass sie nicht zutrifft , hauptsächlich, weil Moores Gesetz keine fundamentale Physik ist. Vielmehr war es in den frühen Stadien eine Beobachtung einer etablierten Industrie. Wie in einem Kommentar dargelegt, [1] wurde es später als "sich entwickelndes Ziel " und als "sich selbst erfüllende Prophezeiung " für dieselbe Branche beschrieben.

Der Schlüssel ist, dass wir keine etablierte Industrie haben, die Quantencomputer produziert. Wir sind nicht im Quantenäquivalent von 1965. Wahrscheinlich werden wir uns schneller bewegen, aber in vielen Aspekten sind wir eher im 17.-18. Jahrhundert. Sehen Sie sich diesen Zeitplan für Computerhardware vor 1950 an , um eine Übersicht zu erhalten .

Für eine produktivere Antwort gibt es im Kontext des Mooreschen Gesetzes einige grundlegende Unterschiede und einige mögliche Parallelen zwischen klassischer und Quantenhardware:

• In gewissem Sinne arbeiten wir bei vielen Architekturen bereits mit dem kleinstmöglichen Bauteil. Wir können zwar Ionenfallen (mit fester Größe) entwickeln, die mehr Ionen aufnehmen, aber wir können keine kleineren Ionen entwickeln: Sie haben eine atomare Größe.
• Selbst wenn wir in der Lage sind, Tricks zu finden, wie zum Beispiel drei adressierbare Spin-Qubits in einem molekularen Einzelionenmagneten , sind sie durch die Quantenmechanik grundlegend begrenzt. Wir brauchen die Kontrolle über 8 Energieniveaus, um 3 Qubits ( ) zu kontrollieren , was machbar, aber nicht skalierbar ist.$2^n$
• Gerade weil das Problem der Skalierbarkeit eines der größten Probleme bei Quantencomputern ist - nicht nur eine größere Anzahl von Qubits, sondern auch die Möglichkeit, sie zu verwickeln -, ist es gefährlich, aus dem aktuellen Fortschritt zu extrapolieren. Siehe zur Veranschaulichung die Geschichte der NMR-Quantencomputer , die nach einer sehr frühen Reihe von Erfolgen zum Stillstand gekommen sind. Theoretisch war es trivial, die Anzahl der Qubits im Gerät zu erhöhen. In der Praxis müssen Sie jedes Mal, wenn Sie in der Lage sein möchten, 1 Qubit mehr zu steuern, die Auflösung Ihrer Maschine verdoppeln, was sehr schnell sehr undurchführbar wird.
• Wenn es eine Branche gibt, die sich auf eine sich entwickelnde Technologie verlässt, die in der Lage ist, eine Art integrierten Quantenchip herzustellen, dann können wir an diesem Punkt eine echte Parallele zu Moores Gesetz ziehen. Einen Vorgeschmack darauf, wie weit wir von diesem Punkt entfernt sind, finden Sie unter Gibt es Schätzungen dazu, wie die Komplexität von Quantentechnik mit der Größe skaliert?

[1] Vielen Dank an Sebastian Mach für diesen Einblick und den Wikipedia-Link . Weitere Informationen hierzu finden Sie unter Neue Technologien zusammenbringen: Studien zur Herstellung soziotechnischer Ordnungen, herausgegeben von Cornelis Disco, Barend van der Meulen, S. 32. 206 und Gordon Moore sagt aloha zu Moores Gesetz .

tl; dr - Moores Gesetz gilt nicht unbedingt für die Quantencomputerindustrie. Ein entscheidender Faktor kann sein, ob die Herstellungsprozesse iterativ verbessert werden können, um etwas analog zur Transistoranzahl oder ungefähr proportional zur Leistung exponentiell zu erhöhen.

Hintergrund: Moores Gesetz und warum es funktionierte

Es ist wichtig anzumerken, dass sich das Gesetz von Moore auf die Anzahl der Transistoren in integrierten Schaltkreisen mit hoher Dichte bezog, nicht auf die Leistung oder Geschwindigkeit der Elektronik, obwohl das Gesetz von Moore allgemein annähernd wiedergegeben wurde.

Moores Gesetz ist die Beobachtung, dass sich die Anzahl der Transistoren in einer dichten integrierten Schaltung etwa alle zwei Jahre verdoppelt.

- "Moores Gesetz" , Wikipedia

Dem Moore'schen Gesetz lag die einfache Tatsache zugrunde, dass für eine gegebene Größe integrierter Schaltkreise die Anzahl der Transistoren, in die wir hineinpushen konnten, in etwa proportional zum Volumen eines einzelnen Transistors war.

Das Volumen eines Transistors halbierte sich etwa alle zwei Jahre.

Dann stellt sich die Frage, warum die Transistoren so schnell schrumpfen konnten.

Dies lag hauptsächlich daran, dass Transistoren im Wesentlichen aus mikroskopisch hergestellten Drähten in einem integrierten Schaltkreis bestehen. Im Laufe der Herstellungstechnologie konnten wir immer kleinere Drähte herstellen:

     .

Der Prozess der Herstellung wahnsinnig kleiner Drähte in einem integrierten Schaltkreis erforderte eine Menge Forschungswissen, weshalb die Leute in der Industrie im Grunde genommen bestrebt waren, ihre Herstellungsprozesse so schnell zu verbessern, dass das Moore-Gesetz eingehalten wurde.

Das Gesetz von Moore ist jedoch nun im Grunde genommen vorbei. Unsere Herstellungsprozesse nähern sich dem atomaren Maßstab, so dass sich die Physik der Situation ändert, sodass wir nicht einfach weiter schrumpfen können.

Kann Moores Gesetz für Quantenkomponenten gelten?

Wie oben erwähnt, endet Moores Gesetz im Grunde genommen jetzt. Computer werden wahrscheinlich aufgrund anderer Fortschritte an Geschwindigkeit zulegen, aber wir planen derzeit nicht, subatomare Transistoren herzustellen. Trotz des starken Wunsches der Industrie, ihn aufrechtzuerhalten, erscheint dies unwahrscheinlich.

Wenn wir ein ähnliches Verhalten in einer zukünftigen Quantencomputerbranche annehmen, können wir annehmen, dass sich so etwas wie das Mooresche Gesetz ergibt, wenn sich die Industrie in einer ähnlichen Situation befindet, in der es möglich ist, den Herstellungsprozess von Bauteilen iterativ zu verbessern, um deren Anzahl exponentiell zu erhöhen (oder eine ähnliche Metrik).

Derzeit ist unklar, welche grundlegenden industriellen Quantencomputerhersteller im Laufe der Jahrzehnte iterativ nachbessern könnten, um einen Trend wie das Mooresche Gesetz nachzubilden. Dies liegt vor allem daran, dass unklar ist, welche Art von Quantencomputer-Architekturtechnologien wie moderne integrierte Schaltungen weit verbreitet sind.

Das erste, was man über Moores Gesetz verstehen muss, ist, dass es kein Gesetz im absoluten Sinne ist, mathematisch beweisbar oder sogar postuliert (wie ein Gesetz der Physik). Tatsächlich war es nur eine Faustregel, dass sich die Anzahl der Transistoren in einem Prozessor alle x Jahre verdoppeln würde. Dies ist daran zu erkennen, dass sich der Wert x im Laufe der Zeit geändert hat. Ursprünglich war es x = 1, dann wurde es x = 2, und dann wurde geändert, worauf es angewendet wurde (Prozessorgeschwindigkeit). Dies hat sich als nützliche Faustregel erwiesen, unter anderem, weil mit dieser Faustregel Ziele für neue Prozessorgenerationen festgelegt wurden.

Es gibt also absolut keinen Grund, warum Moores Gesetz für Quantencomputer gelten sollte, aber es wäre nicht unvernünftig zu vermuten, dass sich die Qubit-Zahlen nach einer gewissen Grundschwelle alle Jahre verdoppeln werden. Für die meisten Implementierungen der Quantenberechnung sind noch nicht genügend Datenpunkte vorhanden, um eine Schätzung für den Wert y zu extrapolieren. Einige mögen argumentieren, dass es noch nicht einmal klar ist, ob wir uns in der "Vakuumröhren" - oder "Transistor" -Ära des Quantencomputers befinden (Moores Gesetz begann erst in der Transistorära).

Wir könnten versuchen, für einige Systeme zu extrapolieren. Beispielsweise hat D-Wave in der Vergangenheit seine Prozessorgrößen verdoppelt. Dies begann mit y = 1 und hat derzeit ungefähr y = 2. Natürlich ist dies kein universelles Quantencomputergerät. Das nächstbeste, was wir uns ansehen könnten, ist der IBM-Quantenprozessor. Innerhalb eines Jahres stieg der für die IBM Quantum Experience verfügbare Computer von 5 auf 16 Qubits, obwohl ich es nicht für sinnvoll halte, auf dieser Grundlage zu extrapolieren.

Schlicht und einfach. Gilt das Mooresche Gesetz für Quantencomputer oder ist es ähnlich, jedoch mit angepassten Zahlen (z. B. alle 2 Jahre verdreifacht)? Auch wenn Moores Gesetz nicht gilt, warum ändern Qubits es?

Eine großartige Frage mit großartigen Antworten. trotzdem werde ich mich bemühen.

Nein, die meisten Quantencomputer haben keine Qubits, die in Silizium erzeugt wurden. Selbst die wenigen, die dies nicht tun, werden mithilfe von Computerlithographie erstellt . Quantum Computing steckt noch in den Anfängen und kann nicht direkt mit einer ausgereiften Technologie einer ganz anderen Art verglichen werden.

Informationen zur Unterstützung dieser kurzen Antwort:

Diese Frage wurde in der Physik gestellt. SE: "Ist es sinnvoll , Moores Gesetz für das Quantencomputing zu erwarten? ", Eine Antwort erhalten; nicht besonders gut aufgenommen (400 Aufrufe in 144 Tagen und 1 positive Bewertung).

Es wird von einigen als Roses Gesetz bezeichnet; nach dem CTO von D-Wave Systems. Siehe diesen Artikel: " Quantencomputer Roses Gesetz ist Moores Gesetz über Steroide " oder die Flickr-Seite des Geschäftsführers der Investmentfirma Draper Fisher Jurvetson, Steve Jurvetson: " Roses Gesetz für Quantencomputer ".

Das Diagramm läuft ein bisschen vor sich selbst, und es gilt für Quantenglühcomputer , es ist nicht genau vergleichbar mit universellem Quantencomputer .

Der Grund, warum Moores Gesetz nicht genau vergleichbar ist, liegt darin, dass es sich um Transistoren und einen völlig anderen Herstellungsprozess handelt. Sie vergleichen einen Herstellungsprozess, der zu dieser Zeit etabliert wurde, mit einem, bei dem sich der Computer noch in den Anfängen befindet und im Wesentlichen von Hand gefertigt wird.

Die Wikipedia-Webseite beschreibt Moores Gesetz folgendermaßen :

"Moores Gesetz ist die Beobachtung, dass sich die Anzahl der Transistoren in einer dichten integrierten Schaltung etwa alle zwei Jahre verdoppelt. Die Beobachtung ist nach Gordon Moore, dem Mitbegründer von Fairchild Semiconductor und Intel, benannt, dessen Veröffentlichung von 1965 eine Verdoppelung pro Jahr in der Anzahl der Komponenten pro integrierten Schaltkreis, und prognostiziert, dass sich diese Wachstumsrate für mindestens ein weiteres Jahrzehnt fortsetzen würde. 1975 überarbeitete er mit Blick auf das nächste Jahrzehnt die Prognose, um sich alle zwei Jahre zu verdoppeln. Der Zeitraum wird oft mit 18 Monaten angegeben, weil von Intel-Chef David House, der vorhersagte, dass sich die Chipleistung alle 18 Monate verdoppeln würde (eine Kombination aus der Wirkung von mehr Transistoren und den schnelleren Transistoren). "

Die Grafik von Gordon E. Moore aus dem Jahr 1965 sah folgendermaßen aus:

Der Artikel von Max Roser und Hannah Ritchie (2018) - " Technological Progress " ( Technologischer Fortschritt ), der online auf OurWorldInData.org veröffentlicht wurde, erklärt, wie Exponentialgleichungen verwendet wurden, um alles aus Moores Gesetz, Rechenleistung (Operationen pro Sekunde und Taktgeschwindigkeit * Kerne) zu beschreiben * Fäden), den Fortschritt der menschlichen Flucht oder sogar die DNA-Sequenzierung des menschlichen Genoms.

Moores Gesetz ist eine Beobachtung und Projektion eines historischen Trends und kein physikalisches oder natürliches Gesetz . Obwohl die Rate von 1975 bis etwa 2012 konstant blieb, war sie im ersten Jahrzehnt schneller. Ein nostalgischer Blick auf die Anfänge des Personal Computing zeigt dieses Feature von Ars Technica: " Die Entstehung des modernen Laptops: Ein detaillierter Blick auf Lithium-Ionen-Batterien, Industriedesign, Moores Gesetz und mehr ".

In diesen Mitteilungen der ACM, Vol. 60 Nr. 1 Artikel: " Exponentielle Gesetze des rechnerischen Wachstums " Die Autoren Denning und Lewis erklären:

"Die drei Arten des exponentiellen Wachstums - die Verdoppelung der Komponenten, die Geschwindigkeit und die Einführung von Technologien - wurden alle unter der Überschrift des Mooreschen Gesetzes zusammengefasst. Da das ursprüngliche Mooresche Gesetz nur für Komponenten auf Chips gilt, nicht für Systeme oder Familien von Technologien, müssen andere Phänomene am Werk sein. Wir werden den Begriff "Mooresches Gesetz" für die vorgeschlagene Komponentenverdopplungsregel Moore und "exponentielles Wachstum" für alle anderen Leistungsmessungen verwenden, die als gerade Linien auf Protokollpapier dargestellt werden Wachstumseffekt: Können wir weiterhin ein exponentielles Wachstum der Rechenleistung unserer Technologien erwarten?

Das exponentielle Wachstum hängt von drei Ebenen der Akzeptanz im Computing-Ökosystem ab (siehe Tabelle hier). Der Chip-Level ist, wie bereits erwähnt, die Domäne des Mooreschen Gesetzes. Die schnelleren Chips können ihr Potenzial jedoch nur dann ausschöpfen, wenn das Host-Computersystem die schnelleren Geschwindigkeiten unterstützt und wenn die Anwendungs-Workloads ausreichend parallele Rechenarbeit bereitstellen, um die Chips zu beschäftigen. Und die schnelleren Systeme können ihr Potenzial nur dann entfalten, wenn sie von der Benutzergemeinschaft schnell angenommen werden. Der Verbesserungsprozess auf allen drei Ebenen muss exponentiell sein. Andernfalls wäre die System- oder Community-Ebene ein Engpass, und wir würden die oft als Mooresches Gesetz bezeichneten Auswirkungen nicht beobachten.

Mit unterstützenden mathematischen Modellen zeigen wir, was exponentielles Verdoppeln auf jeder Ebene ermöglicht. Die Informationstechnologie ist möglicherweise einzigartig in der Lage, ein exponentielles Wachstum auf allen drei Ebenen aufrechtzuerhalten. Wir werden daraus schließen, dass Moores Gesetz und exponentielle Verdopplung wissenschaftliche Grundlagen haben. Darüber hinaus wird sich der exponentielle Verdopplungsprozess wahrscheinlich über Jahrzehnte hinweg auf mehrere Technologien erstrecken.

Selbstverwirklichung

Die kontinuierliche Errungenschaft, die durch Moores Gesetz gekennzeichnet ist, ist für die digitale Wirtschaft von entscheidender Bedeutung. Der Wirtschaftswissenschaftler Richard G. Anderson sagte: "Zahlreiche Studien haben die Ursache für die Produktivitätsbeschleunigung auf technologische Innovationen bei der Herstellung von Halbleitern zurückgeführt, die die Preise solcher Komponenten und der Produkte, in denen sie enthalten sind, drastisch gesenkt haben (und deren Fähigkeiten erweitert haben) Produkte). "1 Robert Colwell, Direktor des DARPA-Büros für Mikrosystemtechnik, kommt zu dem gleichen Schluss, weshalb DARPA in die Überwindung von Technologieengpässen bei Technologien nach Moores Gesetz investiert hat Die Wirtschaft wird tiefgreifend sein.

Kein Wunder also, dass die Standarderklärung des Gesetzes ökonomisch ist; Es wurde zu einer sich selbst erfüllenden Prophezeiung aller Chiphersteller, die Technologie voranzutreiben, um dem erwarteten exponentiellen Wachstum gerecht zu werden und ihre Märkte zu unterstützen. Eine sich selbst erfüllende Prophezeiung ist eine Vorhersage, die sich selbst wahr werden lässt. In den meisten mehr als 50 Jahren Computerarbeit haben Designer den Schwerpunkt auf Leistung gelegt. Schneller ist besser. Um eine höhere Geschwindigkeit zu erzielen, erhöhten die Chiparchitekten die Komponentendichte, indem sie mehr Register, Funktionen auf höherer Ebene, einen Cache-Speicher und mehrere Kerne zur gleichen Chipfläche und zur gleichen Verlustleistung hinzufügten. Moores Gesetz wurde zum Entwurfsziel. "

Moores Gesetz hatte viel Hilfe, die Zukunft zu gestalten und das Wachstum aufrechtzuerhalten, war ein Ziel derer, die profitierten; nicht ganz durch technologische Einschränkungen eingeschränkt. Wenn Verbraucher etwas wollten, wurde es manchmal bereitgestellt, und manchmal wurde eine bessere Idee angeboten; Was populär war (Taktrate), wurde mit einer Prämie verkauft, und was zu einer Zeit nicht gut verstanden wurde (mehr Kerne und Threads), wurde als der Weg in die Zukunft beworben.

Moores Gesetz wurde gut aufgenommen und entwickelte sich zu vielen Dingen, wie zum Beispiel Kurzweils " Gesetz der Beschleunigung der Rückkehr ". Hier ist eine aktualisierte Version von Moores Gesetz (basierend auf Kurzweils Grafik):

Ein weiteres faktenbasiertes Diagramm bietet Top500.Orgs Diagramm zum exponentiellen Wachstum der SuperComputer-Leistung:

Der Artikel der Missouri University of Science and Technology: " Vorhersage der Akzeptanz technologischer Innovationen durch Verbraucher: Auswahl geeigneter Diffusionsmodelle für neue Produkte und Dienstleistungen vor dem Start " erklärt, dass das Bassmodell (eine Modifikation der Logistikkurve ) eine solide Methode zur Vorhersage der Zukunft darstellt Wachstum (basierend auf früheren Statistiken).

Die Logistikkurve zeigt einen langsamen Start, große mittelfristige Fortschritte, gefolgt von einer eventuellen Verlangsamung. oft durch etwas neues ersetzt.

Zu Vorhersagemodellen hatten die Autoren folgendes zu sagen:

" MODELLE

Die Modelle Box und Cox sowie Generalized Bass waren die besten Modelle, wenn es um die Kurvenanpassung ging, während das Simple Logistic-Modell am schlechtesten abschnitt. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigten jedoch, dass ein Kurvenanpassungsvorteil sich nicht in einem Prognosevorteil niederschlug, wenn eine Prognose für eine Innovation ohne Markthistorie erstellt wurde . Die Popularität des Bass-Modells beruht auf zwei einzigartigen Faktoren. Da sich diese Forschung verstärkt hat, ist das Bass-Modell sehr robust. Darüber hinaus haben die beiden Koeffizienten des Bass-Modells eine theoretische Grundlage. Die für diese Untersuchung erstellten Bass-Modellvarianten verstießen absichtlich gegen die Annahme einer Konstanten$m$. Dies führte zu einem Modell (Bv), das im radikal günstigen Innovationskontext alle anderen Modelle übertraf. Leider gab es nur eine Neuerung in diesem Zusammenhang - zusätzliche Untersuchungen werden empfohlen, um die Realisierbarkeit dieser Variante mit mehr Datensätzen in verschiedenen Kontexten zu testen.

Das Simple Logistic-Modell ist eines der ältesten bekannten Diffusionsmodelle. Es ist ein sehr einfaches Modell, aber es hat die anderen Modelle in Bezug auf wirklich neue preisgünstige Innovationen deutlich übertroffen. Das Gompertz-Modell wird nicht empfohlen, um die Verbreitung wirklich neuer oder radikaler Innovationen vor dem Start einer Innovation vorherzusagen. Das Gompertz-Modell eignet sich jedoch möglicherweise sehr gut für Prognosen, die lange nach dem Start einer Innovation erstellt wurden. Obwohl dies nicht im Mittelpunkt dieser Forschung stand, wurde festgestellt, dass die Verbreitung der Projektionsfernseh-Innovation einer perfekten Gompertz-Kurve folgt.

Das Flexible Logistic Box- und Cox-Modell weist ein Problem auf, bei dem die Variable c in einigen Szenarien ins Unendliche tendiert. Dies wurde durch Begrenzung der Obergrenze von behoben$c$bis 100.000. Trotz (oder wegen) dieser Fehlerbehebung müssen die Autoren zugeben, dass sie skeptisch sind, wie gut Box und Cox im Vergleich zu den anderen Modellen abschneiden würden. Wie sich herausstellte, waren Box und Cox in Sachen Robustheit nach dem Bass-Modell an zweiter Stelle. Die Box und der Cox waren auch das beste Modell im Kontext radikal hochpreisiger Innovationen. "

Moores Position als Mitbegründer von Intel hat dazu beigetragen, dass er seine Vorhersage erfüllen und auf dem richtigen Weg halten konnte. Quantum Computing ist zu nahe dran, um durch einfaches Eingießen von Geld vorangebracht zu werden. So viele Wege zur Schaffung eines erfolgreichen Quantencomputergeräts müssen mit Bedacht aufgeteilt werden, um die größten Gewinne aus den vielen Branchen zu ziehen, die die Forschung in Angriff genommen hat.

" The European Quantum Technologies Roadmap " (11. Dezember 2017) listet nach der Einführung einige der Herausforderungen auf:

" Einleitung

Ein Quantencomputer, der auf der einheitlichen Entwicklung einer bescheidenen Anzahl robuster logischer Qubits (N> 100) basiert, die in einem Rechenzustandsraum mit 2 arbeiten$^N$Basiszustände würden herkömmliche Computer für eine Reihe von gut identifizierten Aufgaben übertreffen. Eine realisierbare Implementierung eines Quantencomputers muss eine Reihe von Anforderungen erfüllen, die als DiVincenzo-Kriterien bekannt sind : Das heißt, ein Quantencomputer arbeitet mit

(1) eine leicht erweiterbare Menge gut charakterisierter Qubits

(2) deren Kohärenzzeiten lang genug sind, um einen kohärenten Betrieb zu ermöglichen

(3) und deren Ausgangszustand eingestellt werden kann

(4). Die Qubits des Systems können mit einem universellen Satz von Toren logisch bearbeitet werden

(5) und der Endzustand kann gemessen werden

(6). Um die Kommunikation zu ermöglichen, können stationäre Qubits in mobile umgewandelt werden

(7) und treu weitergegeben.

Es versteht sich auch, dass es für den Betrieb jedes Quantencomputers wesentlich ist, Fehler zu korrigieren, die unvermeidlich und viel wahrscheinlicher sind als bei klassischen Computern.

Heutzutage werden Quantenprozessoren mit einer Reihe physikalischer Systeme implementiert. Quantenprozessoren, die mit Registern solcher Qubits arbeiten, konnten bisher viele elementare Instanzen von Quantenalgorithmen und -protokollen demonstrieren. Die Entwicklung zu einem voll ausgestatteten großen Quantencomputer ist mit einer Skalierbarkeitsherausforderung verbunden, die die Integration einer großen Anzahl von Qubits und die Korrektur von Quantenfehlern umfasst. Es werden verschiedene fehlertolerante Architekturen vorgeschlagen, um diesen Herausforderungen zu begegnen. Die stetig wachsenden Anstrengungen von akademischen Labors, Startups und großen Unternehmen sind ein klares Zeichen dafür, dass die Quantenberechnung in großem Maßstab als herausforderndes, aber möglicherweise lohnendes Ziel angesehen wird. "

...

Es gibt zu viele Wege, um ein Wachstumsmodell (wie das Mooresche Gesetz) zu entwerfen und den besten Weg zu finden, und es sollte auch keine so gerade Linie erwartet werden.

Mit dem Computer von D-Wave stellt jede Verdoppelung von Qubits eine Verdoppelung der Rechenleistung dar, für die Teilmenge der Probleme ist sie geeignet, für universelle Quantencomputer stellt jedes einzelne zusätzliche Qubit eine Verdoppelung der Leistung dar; Leider muss jedes einzelne Qubit durch mehrere Qubits dargestellt werden, um eine Fehlerkorrektur zu ermöglichen und die Kohärenz aufrechtzuerhalten. Einige Technologien zur Implementierung von Qubits ermöglichen die Verwendung von weniger oder einzelnen Qubits, da sie nicht fehleranfällig sind und eine längere Kohärenz und höhere Wiedergabetreue aufweisen. Die Geschwindigkeit der Steuerung ist auch ein wichtiger Gesichtspunkt bei der Auswahl der zu implementierenden Technologie. Sie wirkt sich zwar auf die Darstellung der Kurve aus, liegt jedoch außerhalb des Bereichs der hier angebotenen Antwort.

Weiterführende Literatur: " Kohärente Kontrolle einzelner Elektronen: Ein Überblick über den aktuellen Fortschritt " (1. Februar 2018), " Hyperfeinunterstützte schnelle elektrische Kontrolle von Dotierungskernspins in Halbleitern " (30. März 2018), " A> 99,9% -getreue Quanten -Dot-Spin-Qubit mit durch Ladungsrauschen begrenzter Kohärenz "(4. August 2017).

Dieser Artikel scheint angemessen zu erklären, was Sie fragen. Es zeigt das Wachstum verwendbarer Qubits in Quantencomputern.

Es stellt sich also die Frage, ob das Mooresche Gesetz auch auf Quanten-Qubits angewendet werden kann. Und frühe Beweise deuten darauf hin, dass es in der Tat [...]

Die adiabatische Linie wäre eine Vorhersage für Quantenglühmaschinen wie die D-Wave-Computer. Diese haben die Moore-Gesetz-Vorhersage bisher ziemlich genau verfolgt, mit der D-Wave 1 bei 128 Qubits im Jahr 2011, der D-Wave 2 bei 512 Qubits im Jahr 2013, der D-Wave 2X bei 1097 Qubits im Jahr 2015 und einer 2048 Qubit-Maschine im Jahr 2017. [...]

Die physikalische Kurve sagt die Anzahl der verfügbaren physikalischen Qubits voraus. Zu diesen gibt es weniger historische Daten, aber es gibt Hinweise darauf, dass auch diese rasch voranschreiten werden. Beispielsweise verfügt IBM über eine 5-Qubit-Maschine, die über IBM Quantum Experience in der Cloud verfügbar ist, und Google hat eine 9-Qubit-Maschine vorgeführt. Beide Unternehmen und andere haben angegeben, dass diese Dichten schnell ansteigen werden, sodass die physikalische Kurve die Verbesserungsrate von einer Verdopplung pro Jahr für die nächsten 10 Jahre und einer Verdopplung alle zwei Jahre danach beibehält.