Aktuelle Grenzen für den Grover-Suchraum

Ich habe mich gefragt, warum die Grover-Suche bis heute nur bis zu 3 Qubits implementiert wurde (entsprechend der Größe der Datenbank = 8). Lesen Sie dieses Dokument

Der Grund, warum ich frage, ist, dass wir heute viel größere Quantencomputer haben. Zum Beispiel hat IBM 50 Qubits, Google hat 72 angekündigt. Warum können wir auf diesen Computern keinen größeren Grover-Algorithmus ausführen? Einige meiner Vermutungen (basierend auf theoretischen Fragen) lauten wie folgt:

1. Einschränkungen der Schaltungsarchitektur: Möglicherweise unterliegen der Gate-Satz und die zugrunde liegende Architektur der von diesen Computern bereitgestellten Schaltungen einer Einschränkung.

2. Fehlerkorrekturen: Zur Korrektur von Fehlern sind zusätzliche Qubits erforderlich.

Ich würde gerne wissen, ob es zusätzliche praktische / physikalische Probleme gibt, die die Verwendung der Grover-Suche derzeit einschränken.

Ich werde versuchen, Vermutungen anzustellen, die Sinn machen können:

1. Mehr Qubits bedeuten keine besseren Maschinen. Sie sind möglicherweise weniger rauschtolerant und weisen eine geringere Konnektivität zwischen Qubits auf. Aus diesem Grund betrachten Sie beim Benchmarking (mit oder ohne Fehlerkorrektur) zunächst die einfachsten Implementierungen modernster Algorithmen. Außerdem können Sie basierend auf diesen Ergebnissen einige Kalibrierungsparameter des Geräts ändern.
2. Das Implementieren eines mehrfach gesteuerten NOT-Gatters (zum Beispiel als Orakel) kann viele Quantenoperationen wie Toffolis erfordern (das eine ziemlich tiefe Zerlegung in 2-Qubit- und 1-Qubit-Gatesätze aufweist), was bedeutet, dass Sie tiefere Schaltkreise haben, die sind angesichts der (Tiefen-) Grenze dieser Quantencomputer schwieriger anzuwenden.

3. Die Beispielschaltung, auf die Sie sich beziehen, ist ein sehr Spielzeugbeispiel. Daher ist es bis auf das bisherige Benchmarking nicht sehr nützlich.

   Bitte denken Sie daran, dass dies Vermutungen sind. Es kann viele Dinge geben, und dies ist ein Forschungsspielplatz, auf dem einige Leute auf dem Gebiet tätig sind.