Реализация векторной модели данных с использованием SIMD регистров

Аннотация

В статье рассматривается возможность реализации векторной модели данных с использованием SIMD регистров. Необходимость решения этой проблемы вытекает из того факта, что человечество находится на пороге перехода от обычных компьютеров к их квантовым аналогам. На данный момент эмуляторы развиты недостаточно хорошо для свободной работы над квантовыми алгоритмами. Однако потребность в построении квантовых алгоритмов растёт с каждым новым шагом в разработке полноценного общедоступного квантового компьютера. В статье предлагается метод реализации векторной модели данных с использованием SIMD регистров. Наиболее близкой к параллельной векторной реализации является гипотетическая реализация квантового компьютера, поэтому именно она может послужить основой к разработке модели отвечающей всем критериям квантовой модели, но без использования реальной квантовой системы, что позволит сэкономить средства и увеличить эффективность разработки квантовых систем. Используется терминология области разработки квантовых компьютеров. На сегодняшний день, в большинстве источников, которые приводят метод формирования квантового сумматора, речь идёт о создании неких кубитовых регистров для хранения складываемых чисел. То есть, число хранится в двоичной форме в регистре кубит, каждый из которых находится в определённом квантовом состоянии, не запутанном, а измеренном. Значит, регистр такого вида является по своей сути обыкновенным битовым регистром. Такой подход относительно лёгок в реализации, но он не имеет практического смысла и применения, ведь выигрыш в скорости вычисления в этом случае крайне низок. Поэтому, можно сказать, что превращение кубита в обычный бит, не имеет смысла. Целью данной работы является оформление полученных ранее теоретических результатов в виде полноценной модели вычислений, которая позволит разработать новый тип сумматора на основе матричных операций.