Вступ до інструментів налагодження

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 симулювання схем під час використання Qiskit Runtime використовуй його локальний режим тестування.
• 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.
• Для завдань Qiskit Runtime Estimator використовуй клас Neat Qiskit Runtime для налагодження та аналізу своїх завдань. Детальніше дивись у розділі Налагодження завдань Qiskit Runtime.

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.