Introdução

Você pode testar seus programas quânticos executando-os em dispositivos simulados e explorando seu desempenho em modelos realistas de ruído de dispositivo. Isso permite que você os depure antes de enviá-los a uma unidade de processamento quântico (QPU).

Os simuladores quânticos podem ser usados para ajudar a desenvolver e testar programas antes de ajustá-los e enviá-los para o hardware quântico. Os simuladores locais podem fazer isso com bom desempenho e eficiência.

Como o custo da simulação clássica de circuitos quânticos aumenta exponencialmente com o número de qubits, os circuitos maiores que 50 qubits ou mais geralmente não podem ser executados em simuladores. Para esses circuitos, você pode:

• Teste versões menores dos circuitos que podem ser simulados de forma clássica.
• Modifique os circuitos para que eles se tornem simuláveis de forma clássica, embora menos precisos.

Os circuitos estabilizadores, também conhecidos como circuitos de Clifford, são uma ferramenta útil para atingir esse último objetivo. Trata-se de uma classe restrita de circuitos quânticos que podem ser simulados de forma eficiente por meios clássicos. Simuladores especializados podem simular facilmente circuitos estabilizadores com milhares de qubits. Consulte “Simulação eficiente de circuitos estabilizadores com primitivas do Qiskit Aer” para obter mais informações.

Para circuitos quânticos gerais, as seguintes ferramentas estão disponíveis para testar e depurar seus programas quânticos:

• Para uma simulação precisa de pequenos circuitos quânticos, você pode usar as primitivas de referência incluídas no Qiskit. Veja a simulação exata em Qiskit primitives.
• Para obter uma simulação de maior desempenho que possa lidar com circuitos maiores ou para incorporar modelos de ruído em sua simulação, use o Qiskit Aer, um projeto que faz parte do ecossistema Qiskit. Consulte Simulação exata e com ruído com as primitivas Qiskit Aer.
• Para criar modelos de ruído personalizados, use o noise módulo do Qiskit Aer. Consulte “Modelos de ruído em edifícios ”.

Considerações de Hardware

Vários fatores afetam a quantidade de memória que a simulação quântica requer, portanto, não há requisitos exatos de hardware para a simulação, mas há algumas diretrizes que você pode seguir.

• O único requisito para executar o Qiskit é um ambiente do Python em funcionamento. Para mais detalhes, consulte a seção “Suporte a sistemas operacionais ”.
• Como os requisitos para a simulação de circuitos quânticos aumentam exponencialmente com o número de qubits, o hardware disponível limita o número de qubits que podem ser simulados. Por exemplo, um sistema com 4GB RAM pode simular aproximadamente 27 qubits.
• Mais ou menos memória disponível não resultará em resultados mais ou menos precisos (supondo que os resultados sejam retornados), embora mais memória possa retornar resultados mais rapidamente ou permitir que você simule mais qubits.
• Para tirar o máximo proveito do seu hardware, utilize a simulação de circuitos com estabilizador local (Clifford) sempre que possível. Veja, por exemplo, a simulação de Clifford com o modo de teste local d Qiskit Runtime, ou a simulação eficiente de circuitos estabilizadores com primitivas do Qiskit Aer.
• Você pode aumentar sua capacidade de computação seguindo estas instruções para executar com várias GPUs, nós ou ambos.

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