20 000 000 — это количество физических кубитов определенного качества, которое требуется, и наиболее точно соответствует количеству кубитов, указанному теми инженерными группами, которые в настоящее время разрабатывают квантовые устройства. Однако возможности квантовых вычислений зависят не только от количества доступных кубитов.Указанные 20 000 000 кубитов должны быть в состоянии выполнить квантовый вычислительный вентиль за 1 микросекунду с точностью 99,9%, взаимодействовать с большим количеством соседних кубитов и поддерживать квантовое состояние в течение нескольких часов. Насколько разные устройства близки к достижению этой спецификации, будет различаться, и нужно вникать в детали. Вполне возможно, что инженеры смогут производить кубиты, которые работают лучше, чем эта спецификация, и в этом случае потребуется меньшее количество кубитов.
Логический кубит следует рассматривать как идеализированный вычислительный ресурс, который выполняет вентили с идеальной точностью, может свободно взаимодействовать с другими логическими кубитами и может бесконечно поддерживать свое квантовое состояние. Требуемые 6189 логических кубитов на самом деле невозможно уменьшить с помощью улучшенной инженерии, но их можно уменьшить с помощью улучшенной алгоритмики.
Определенные возможности логических кубитов можно эмулировать с помощью коллекций физических кубитов, используя коды коррекции квантовых ошибок для исправления ошибок в выполнении вентиля и потери информации с течением времени. Эти шумные/физические кубиты могут быть реализованы по-разному (большинство крупных инженерных проектов используют сверхпроводящие кубиты), и все они имеют ограничения, которые могут быть улучшены с помощью инженерии. Количество физических кубитов, необходимых для эмуляции логического кубита на время действия алгоритма, зависит от качества физических кубитов. Эмуляция сама по себе увеличивает вычислительную нагрузку.
Глубина измерения — это самый длинный путь вентилей, через который должна пройти квантовая информация для выполнения алгоритма. Алгоритмическая сложность будет зависеть как от количества кубитов, так и от глубины измерения. Произведение двух является грубой общей мерой этой сложности.
Вентиль Тоффоли — это базовый тип вентиля, который позволяет строить очень общие квантовые схемы (аналогично тому, как теорема Шеннона позволяет нам строить общие вычислительные схемы из вентилей И-НЕ).С инженерной точки зрения это обычно самые сложные базовые вентили для реализации, поэтому количество вентилей Тоффоли является еще одним мерилом инженерной задачи. На классических данных вентиль Тоффоли отправляет три входных бита. $(а,б,в)$ до трех выходных бит $(а,б,с\оплюс а\cdot б)$.
