Вступ

Ти можеш тестувати свої квантові програми, запускаючи їх на симульованих пристроях та досліджуючи їхню продуктивність в умовах реалістичних моделей шуму пристроїв. Це дозволяє налагодити їх перед відправкою на квантовий процесор (QPU).

Квантові симулятори можна використовувати для розробки та тестування програм перед їх точним налаштуванням і відправкою на квантове залізо. Локальні симулятори роблять це з хорошою продуктивністю й ефективністю.

Оскільки вартість класичного симулювання квантових схем зростає експоненціально зі збільшенням кількості кубітів, схеми з понад 50 кубітами, як правило, не можуть виконуватися на симуляторах. Для таких схем ти можеш:

• Тестувати менші версії схем, які можна симулювати класично.
• Модифікувати схеми так, щоб вони стали класично симульованими, хоча й менш точними.

Стабілізаторні схеми, також відомі як схеми Кліффорда, є корисним інструментом для досягнення цієї другої мети. Це обмежений клас квантових схем, які можна ефективно симулювати класично. Спеціалізовані симулятори легко справляються зі стабілізаторними схемами з тисячами кубітів. Детальніше дивись у розділі Ефективне симулювання стабілізаторних схем за допомогою примітивів Qiskit Aer.

Для загальних квантових схем доступні такі інструменти для тестування та налагодження квантових програм:

• Для точного симулювання невеликих квантових схем можна використовувати референсні примітиви, що входять до складу Qiskit. Дивись Точне симулювання за допомогою примітивів Qiskit.
• Для більш продуктивного симулювання, що може обробляти більші схеми, або для включення моделей шуму до симулювання використовуй Qiskit Aer — проєкт, що є частиною екосистеми Qiskit. Дивись Точне та зашумлене симулювання за допомогою примітивів Qiskit Aer.
• Для побудови власних моделей шуму використовуй модуль noise Qiskit Aer. Дивись Побудова моделей шуму.

Вимоги до заліза

Кілька факторів впливають на обсяг пам'яті, необхідний для квантового симулювання, тому точних апаратних вимог до симулювання не існує, але є певні рекомендації, яких варто дотримуватися.

• Єдина вимога для запуску Qiskit — це робоче середовище Python. Детальніше дивись у розділі Підтримувані операційні системи.
• Оскільки вимоги до симулювання квантових схем зростають експоненціально зі збільшенням кількості кубітів, доступне залізо обмежує кількість кубітів, які можна симулювати. Наприклад, система з 4 ГБ оперативної пам'яті може симулювати приблизно 27 кубітів.
• Більший або менший обсяг доступної пам'яті не вплине на точність результатів (якщо результати взагалі повертаються), хоча більше пам'яті може пришвидшити отримання результатів або дозволити симулювати більше кубітів.
• Щоб отримати максимальну користь від свого заліза, використовуй локальне симулювання схем стабілізаторів (Кліффорда), де це можливо. Дивись Симулювання Кліффорда в локальному режимі тестування Qiskit Runtime або Ефективне симулювання стабілізаторних схем за допомогою примітивів Qiskit Aer для прикладів.
• Ти можеш збільшити обчислювальну потужність, дотримуючись цих інструкцій для запуску з кількома GPU, вузлами або одночасно.

Наступні кроки

Рекомендації

• Дізнайся про Точне та зашумлене симулювання за допомогою примітивів Qiskit Aer.
• Переглянь документацію щодо візуалізації схем.
• Переглянь документацію щодо візуалізації часування схем.
• Налагодь завдання Qiskit Runtime.