Présentation

Vous pouvez tester vos programmes quantiques en les exécutant sur des dispositifs simulés et en explorant leurs performances dans des modèles de bruit réalistes. Cela vous permet de les déboguer avant de les envoyer à une unité de traitement quantique (QPU).

Les simulateurs quantiques peuvent être utilisés pour aider à développer et à tester des programmes avant de les affiner et de les envoyer au matériel quantique. Les simulateurs locaux peuvent le faire avec de bonnes performances et une bonne efficacité.

Comme le coût de la simulation classique des circuits quantiques augmente de façon exponentielle avec le nombre de qubits, les circuits de plus de 50 qubits ne peuvent généralement pas être exécutés sur des simulateurs. Pour ces circuits, vous pouvez :

• Tester des versions plus petites des circuits qui peuvent être simulés de manière classique.
• Modifier les circuits pour qu'ils deviennent simulables classiquement, bien que moins précis.

Les circuits stabilisateurs, également appelés circuits de Clifford, constituent un outil utile pour atteindre ce dernier objectif. Il s'agit d'une classe restreinte de circuits quantiques pouvant être simulés efficacement de manière classique. Des simulateurs spécialisés permettent de simuler facilement des circuits stabilisateurs comportant des milliers de qubits. Pour plus d'informations, consultez la section « Simulation efficace des circuits stabilisateurs à l'aide des primitives Qiskit Aer ».

Pour les circuits quantiques généraux, les outils suivants sont disponibles pour tester et déboguer vos programmes quantiques :

• Pour simuler avec précision de petits circuits quantiques, vous pouvez utiliser les primitives de référence fournies avec Qiskit. Voir la simulation « Exact » avec les primitives « Qiskit SDK ».
• Pour une simulation plus performante, capable de gérer des circuits plus grands, ou pour incorporer des modèles de bruit dans votre simulation, utilisez Qiskit Aer, un projet qui fait partie de l' écosystème Qiskit. Voir Simulation exacte et bruyante avec les primitives Qiskit Aer.
• Pour créer des modèles de bruit personnalisés, utilisez le noise module de Qiskit Aer. Voir « Modèles de bruit dans les bâtiments ».

Considérations relatives au matériel

Plusieurs facteurs influent sur la quantité de mémoire nécessaire à la simulation quantique. Il n'existe donc pas de configuration matérielle exacte pour la simulation, mais vous pouvez suivre certaines lignes directrices.

• La seule condition requise pour exécuter Qiskit est de disposer d'un environnement Python opérationnel. Pour plus d'informations, consultez la section « Prise en charge des systèmes d'exploitation ».
• Étant donné que les exigences en matière de simulation de circuits quantiques augmentent de façon exponentielle avec le nombre de qubits, le matériel disponible limite le nombre de qubits pouvant être simulés. Par exemple, un système doté de 4GB RAM peut simuler environ 27 qubits.
• Plus ou moins de mémoire disponible ne se traduira pas par des résultats plus ou moins précis (en supposant que les résultats soient renvoyés), bien qu'une plus grande quantité de mémoire puisse permettre d'obtenir des résultats plus rapidement ou de simuler plus de qubits.
• Pour tirer le meilleur parti de votre matériel, utilisez si possible la simulation de circuit avec stabilisateur local (Clifford). Consultez, à titre d'exemple, la simulation Clifford avec le mode de test local qiskit-ibm-runtime ou la simulation efficace de circuits stabilisateurs à l'aide des primitives Qiskit Aer.
• Vous pouvez augmenter votre puissance de calcul en suivant ces instructions pour utiliser plusieurs GPU, nœuds ou les deux.

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