量子因数分解的高效网络

我们考虑如何优化量子计算机运行中的内存使用与计算时间。特别地，我们利用Shor提出的算法，估算执行因数分解所需的内存量子比特数与操作数。一个$K$比特的数可在阶为$K^3$的时间内被因数分解，使用一台能够存储$5K+1$个量子比特的机器。模幂函数的求值（Shor算法的瓶颈）可用约$72 K^3$个基本量子门实现；使用线性离子阱实现将需要约$396 K^3$个激光脉冲。量子因数分解的原理验证演示（15的因数分解）仅需6个囚禁离子和38个激光脉冲即可完成。尽管离子阱可能永远无法成为有用的计算机，它将是实验探索纠缠量子态性质的强大装置。