量子電腦硬體

將 50 個量子位元的狀態向量(全部機率振幅),以每個 16 位元組的倍精度複數存放在古典電腦的記憶體中時,所需容量最接近下列何者?

  1. A約 800 位元組
  2. B約 18 TB
  3. C約 18 PB
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正確答案:C. 約 18 PB

振幅的數量為 2 的 50 次方,約 1.13×10¹⁵ 個,因此所需容量約為 1.8×10¹⁶ 位元組,即約 18 PB。量子位元每增加 1 個,容量就變為 2 倍;30 個量子位元只需約 17 GB,但 40 個量子位元就需約 18 TB,到了 50 個量子位元,即使是最大規模的超級電腦,也難以直接保存狀態向量。另一方面,量測量子電腦 1 次只能得到 50 位元。因此量子演算法必須利用干涉來安排振幅,使想要的答案能以高機率得到。

  • A. 這是 50 × 16 位元組,把每個量子位元當成只有 1 個振幅的值。實際需要 2 的 50 次方個振幅。
  • B. 這是 2 的 40 次方 × 16 位元組,即 40 個量子位元的值。
  • C. 正確。2 的 50 次方 × 16 位元組 ≈ 1.8×10¹⁶ 位元組。
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