Introduzione agli strumenti di debug

Puoi testare i tuoi programmi quantistici eseguendoli su dispositivi simulati ed esplorandone le prestazioni con modelli di rumore realistici. Questo ti permette di eseguire il debug prima di inviarli a un'unità di elaborazione quantistica (QPU).

I simulatori quantistici possono essere usati per sviluppare e testare i programmi prima di perfezionarli e inviarli all'hardware quantistico. I simulatori locali offrono buone prestazioni ed efficienza per questo scopo.

Poiché il costo della simulazione classica di circuiti quantistici cresce esponenzialmente con il numero di qubit, i circuiti con più di circa 50 qubit generalmente non possono essere eseguiti su simulatori. Per tali circuiti, puoi:

• Testare versioni ridotte dei circuiti che possono essere simulate classicamente.
• Modificare i circuiti in modo che diventino simulabili classicamente, anche se con minore precisione.

I circuiti stabilizzatori, noti anche come circuiti di Clifford, sono uno strumento utile per raggiungere quest'ultimo obiettivo. Si tratta di una classe limitata di circuiti quantistici che possono essere simulati in modo efficiente in modo classico. I simulatori specializzati possono facilmente simulare circuiti stabilizzatori con migliaia di qubit. Per maggiori informazioni, consulta Simulazione efficiente di circuiti stabilizzatori con le primitive di Qiskit Aer.

Per i circuiti quantistici generali, sono disponibili i seguenti strumenti per testare ed eseguire il debug dei tuoi programmi quantistici:

• Per simulare circuiti con Qiskit Runtime, usa la sua modalità di testing locale.
• Per la simulazione esatta di piccoli circuiti quantistici, puoi usare le primitive di riferimento incluse in Qiskit. Consulta Simulazione esatta con le primitive di Qiskit.
• Per una simulazione ad alte prestazioni in grado di gestire circuiti più grandi, o per incorporare modelli di rumore nella simulazione, usa Qiskit Aer, un progetto parte del Qiskit Ecosystem. Consulta Simulazione esatta e rumorosa con le primitive di Qiskit Aer.
• Per costruire modelli di rumore personalizzati, usa il modulo noise di Qiskit Aer. Consulta Costruire modelli di rumore.
• Per i job di Qiskit Runtime Estimator, usa la classe Neat di Qiskit Runtime per eseguire il debug e analizzare i tuoi job. Consulta Debug dei job di Qiskit Runtime per i dettagli.

Considerazioni sull'hardware

Diversi fattori influenzano la quantità di memoria richiesta dalla simulazione quantistica, quindi non esistono requisiti hardware precisi per la simulazione, ma ci sono alcune linee guida che puoi seguire.

• L'unico requisito per eseguire Qiskit è un ambiente Python funzionante. Per i dettagli, consulta la sezione Supporto del sistema operativo.
• Poiché i requisiti per la simulazione di circuiti quantistici crescono esponenzialmente con il numero di qubit, l'hardware disponibile limita il numero di qubit simulabili. Ad esempio, un sistema con 4 GB di RAM può simulare circa 27 qubit.
• Una maggiore o minore quantità di memoria disponibile non si traduce in risultati più o meno accurati (assumendo che i risultati vengano restituiti), anche se più memoria potrebbe accelerare i risultati o permettere di simulare più qubit.
• Per sfruttare al meglio il tuo hardware, usa la simulazione locale di circuiti stabilizzatori (Clifford) quando possibile. Consulta Simulazione Clifford con la modalità di testing locale di Qiskit Runtime o Simulazione efficiente di circuiti stabilizzatori con le primitive di Qiskit Aer per esempi.
• Puoi aumentare la potenza di calcolo seguendo queste istruzioni per eseguire con più GPU, nodi o entrambi.