Pourquoi l’estimation des ressources est-elle importante ?
Dans l’informatique quantique, l’estimation des ressources est la possibilité de comprendre les ressources requises pour exécuter un algorithme donné. Les ressources sont, par exemple, le nombre de qubits, le nombre de portes quantiques et le temps de traitement.
Dans cette unité, vous allez apprendre pourquoi il est important d’estimer ces ressources avant d’exécuter un algorithme sur un ordinateur quantique.
Combien de temps faut-il pour exécuter un algorithme quantique ?
Les ordinateurs quantiques ont le potentiel d’avantages quantiques pour résoudre scientifiquement et commercialement des problèmes importants. Par exemple, l’une des principales applications pour l’informatique quantique consiste à rompre le chiffrement. L’algorithme de chiffrement RSA est basé sur la difficulté à prendre en compte un très grand nombre dans un produit de deux grands nombres premiers. Un ordinateur quantique peut prendre en compte un grand nombre de manière exponentielle plus rapide qu’un ordinateur classique.
La question est donc de savoir combien de temps faut-il pour exécuter un algorithme quantique qui interrompt le chiffrement sur un ordinateur quantique réel ? Ou en d’autres termes, mes mots de passe sont-ils toujours sécurisés dans un monde avec de bons ordinateurs quantiques ?
La vérité est que les ressources dont vous avez besoin pour exécuter un algorithme quantique sur un futur ordinateur quantique mis à l’échelle varient pour différents scénarios de calcul. Les facteurs qui affectent les besoins en ressources incluent le type de qubit, le schéma de correction des erreurs et d’autres choix de conception d’architecture.
L’estimateur de ressources Azure Quantum est un outil qui vous permet d’estimer les ressources dont vous avez besoin pour exécuter un algorithme quantique pour un ordinateur quantique à l’échelle ultérieure. Par exemple, l’estimateur de ressources peut estimer les ressources nécessaires pour interrompre un algorithme de chiffrement particulier.
Le diagramme suivant montre le runtime estimé et le nombre de qubits nécessaires pour briser différents algorithmes de chiffrement pour différents types de qubits. Voici les composants du diagramme :
- Algorithmes de chiffrement classiques, qui sont RSA (bleu), Elliptic Curve (vert) et Advanced Encryption Standard (rouge).
- Force de clé, qui est définie sur la valeur la plus élevée.
- Types Qubit, qui sont topologiques (cercle) et superconducteur (triangle).
- Taux d’erreur Qubit, défini sur raisonnable.
Le diagramme montre que le nombre de qubits et d’exécution nécessaires pour rompre l’algorithme de chiffrement AES (Advanced Encryption Standard) est beaucoup plus élevé que pour les algorithmes ELliptic Curve et RSA. Le diagramme montre également que les ressources nécessaires pour interrompre les trois algorithmes de chiffrement sont plus élevées pour les qubits superconducteurs que pour les qubits topologiques. Si vous souhaitez en savoir plus sur le diagramme, consultez Analyser les protocoles de chiffrement avec l’estimateur de ressources.
Dans cet esprit, l’estimateur de ressources vous aide à analyser l’impact de l’informatique quantique sur la sécurité de certaines méthodes de chiffrement classiques et à préparer un avenir sécurisé quantique.
Pourquoi l’estimation des ressources est-elle importante dans l’informatique quantique ?
Il est important de comprendre l’impact des choix de conception d’architecture matérielle et des schémas de correction des erreurs quantiques pour des applications spécifiques. L’estimation des ressources vous permet de répondre à plusieurs questions. Par exemple, quelle est la taille d’un ordinateur quantique pour obtenir un avantage quantique pratique ? Combien de temps dure le calcul ? Certaines technologies qubit sont-elles mieux adaptées que d’autres pour le problème que vous voulez résoudre ? Quels sont les meilleurs choix d’architecture dans les piles matérielles et logicielles pour permettre un calcul quantique mis à l’échelle ?
L’estimateur de ressources vous aide à comprendre le nombre de qubits nécessaires pour exécuter une application, la durée d’exécution de l’application et les technologies qubits qui conviennent mieux pour résoudre un problème spécifique. Lorsque vous comprenez ces exigences, vous pouvez préparer et affiner des solutions quantiques à exécuter sur des machines quantiques futures et mises à l’échelle.