為什麼資源估計很重要？

在量子運算中，資源估計是瞭解執行指定演算法所需的資源的能力。 例如，資源是量子位數目、量子網關數目，以及處理時間。

在本單元中，您將瞭解為什麼在量子電腦上執行演算法之前估計這些資源很重要。

執行量子演算法需要多久時間？

量子計算機具有量子優勢的潛力，可以解決具有科學和商業價值的問題。 例如，量子運算的最上層應用程式之一是中斷加密。 RSA 加密演算法的基礎在於將一個極大型數字分解為兩個大質數的乘積是何等困難。 量子電腦比起傳統電腦能夠以指數方式進行大數分解。

因此，問題是，執行在真實量子計算機上中斷加密的量子演算法需要多久時間？ 或者換句話說，在擁有優秀量子計算機的世界中，我的密碼仍然安全嗎？

事實是，在未來規模的量子電腦上執行量子演算法所需的資源因不同的運算場景而異。 影響資源需求的因素包括量子位元的類型、糾錯方案和其他架構設計選擇。

Azure Quantum 資源估算器是一種工具，可協助您估計為未來調整的量子電腦執行量子演算法所需的資源。 例如，資源估算器可以估計破解特定加密演算法所需的資源。

下圖顯示針對不同量子位類型中斷不同加密演算法所需的預估執行時間和量子位元數目。 以下是圖表的組成部分：

• 傳統加密演算法，其為 RSA（藍色）、橢圓曲線（綠色），以及進階加密標準（紅色）。
• 關鍵強度，設定為最高。
• 量子位類型，其為拓撲（圓形）和超導（三角形）。
• 量子位元錯誤率，設定為合理。

該圖顯示，破解高級加密標準 （AES） 加密算法所需的量子比特數量和運行時間明顯高於橢圓曲線和 RSA 算法。 該圖還顯示，超導量子比特破解所有三種加密算法所需的資源高於拓撲量子比特。 如果您想要深入了解圖表，請參閱 使用資源估算器分析密碼編譯通訊協定。

考慮到這一點，資源估算器可協助您分析量子運算對某些經典加密方法安全性的影響，並為量子安全的未來做好準備。

為什麼資源估計在量子運算中很重要？

了解硬體架構設計選擇和量子糾錯方案對特定應用的影響非常重要。 資源估算可讓您回答數個問題。 例如，量子電腦需要多大才能實現實際的量子優勢？ 計算需要多久的時間？ 某些量子位元技術是否比其他量子位元技術更適合您想要解決的問題？ 支援調整量子計算的硬體和軟體堆疊的最佳架構選擇為何？

資源估算器可協助您瞭解執行應用程式需要多少個量子位元、應用程式執行需要多長時間，以及哪些量子位元技術更適合解決特定問題。 當您瞭解這些需求時，就能夠準備和精簡量子解決方案，以在未來的規模化量子機器上執行。