Introducere în instrumentele de depanare

Poți testa programele cuantice rulându-le pe dispozitive simulate și explorând performanța lor în condiții realiste de zgomot al dispozitivului. Acest lucru îți permite să le depanezi înainte de a le trimite la o unitate de procesare cuantică (QPU).

Simulatoarele cuantice pot fi folosite pentru a ajuta la dezvoltarea și testarea programelor înainte de a le ajusta fin și a le trimite pe hardware cuantic. Simulatoarele locale pot face acest lucru cu performanță și eficiență bune.

Deoarece costul simulării clasice a circuitelor cuantice crește exponențial cu numărul de qubiți, circuitele cu mai mult de aproximativ 50 de qubiți nu pot fi, în general, rulate pe simulatoare. Pentru astfel de circuite, poți:

• Testa versiuni mai mici ale circuitelor care pot fi simulate clasic.
• Modifica circuitele astfel încât să devină simulabile clasic, deși mai puțin precise.

Circuitele stabilizatoare, cunoscute și ca circuite Clifford, sunt un instrument util pentru atingerea acestui din urmă obiectiv. Acestea sunt o clasă restrânsă de circuite cuantice care pot fi simulate eficient clasic. Simulatoarele specializate pot simula cu ușurință circuite stabilizatoare cu mii de qubiți. Vezi Simularea eficientă a circuitelor stabilizatoare cu primitivele Qiskit Aer pentru mai multe informații.

Pentru circuitele cuantice generale, următoarele instrumente sunt disponibile pentru testarea și depanarea programelor cuantice:

• Pentru simularea circuitelor când folosești Qiskit Runtime, utilizează modul de testare locală.
• Pentru simularea exactă a circuitelor cuantice mici, poți folosi primitivele de referință incluse în Qiskit. Vezi Simulare exactă cu primitivele Qiskit.
• Pentru simulare cu performanță mai ridicată, care poate gestiona circuite mai mari, sau pentru a încorpora modele de zgomot în simulare, folosește Qiskit Aer, un proiect care face parte din Ecosistemul Qiskit. Vezi Simulare exactă și cu zgomot cu primitivele Qiskit Aer.
• Pentru a construi modele de zgomot personalizate, folosește modulul noise al Qiskit Aer. Vezi Construirea modelelor de zgomot.
• Pentru joburile Estimator din Qiskit Runtime, folosește clasa Qiskit Runtime Neat pentru a depana și analiza joburile tale. Vezi Depanarea joburilor Qiskit Runtime pentru detalii.

Considerații hardware

Mai mulți factori influențează cantitatea de memorie necesară pentru simularea cuantică, deci nu există cerințe hardware exacte pentru simulare, dar există câteva recomandări pe care le poți urma.

• Singura cerință pentru a rula Qiskit este un mediu Python funcțional. Pentru detalii, vezi secțiunea Suport pentru sisteme de operare.
• Deoarece cerințele pentru simularea circuitelor cuantice cresc exponențial cu numărul de qubiți, hardware-ul disponibil limitează numărul de qubiți care pot fi simulați. De exemplu, un sistem cu 4 GB RAM poate simula aproximativ 27 de qubiți.
• Mai multă sau mai puțină memorie disponibilă nu va duce la rezultate mai precise sau mai puțin precise (presupunând că rezultatele sunt returnate), deși mai multă memorie ar putea returna rezultate mai rapid sau îți permite să simulezi mai mulți qubiți.
• Pentru a obține cel mai mare beneficiu din hardware-ul tău, folosește simularea locală a circuitelor stabilizatoare (Clifford) atunci când este posibil. Vezi Simularea Clifford cu modul de testare locală Qiskit Runtime sau Simularea eficientă a circuitelor stabilizatoare cu primitivele Qiskit Aer pentru exemple.
• Poți crește puterea de calcul urmând aceste instrucțiuni pentru a rula cu mai multe GPU-uri, noduri sau ambele.