Introducción a las herramientas de depuración

Puedes probar tus programas cuánticos ejecutándolos en dispositivos simulados y explorando su rendimiento bajo modelos de ruido realistas. Esto te permite depurarlos antes de enviarlos a una unidad de procesamiento cuántico (QPU).

Los simuladores cuánticos pueden usarse para desarrollar y probar programas antes de ajustarlos y enviarlos al hardware cuántico. Los simuladores locales pueden hacer esto con buen rendimiento y eficiencia.

Dado que el costo de simular clásicamente circuitos cuánticos escala de forma exponencial con el número de qubits, los circuitos de más de 50 qubits aproximadamente generalmente no pueden ejecutarse en simuladores. Para dichos circuitos, puedes:

• Probar versiones más pequeñas de los circuitos que sí se puedan simular clásicamente.
• Modificar los circuitos para que sean simulables clásicamente, aunque con menor precisión.

Los circuitos estabilizadores, también conocidos como circuitos de Clifford, son una herramienta útil para lograr este último objetivo. Se trata de una clase restringida de circuitos cuánticos que pueden simularse clásicamente de manera eficiente. Los simuladores especializados pueden simular fácilmente circuitos estabilizadores con miles de qubits. Consulta Simulación eficiente de circuitos estabilizadores con primitivas de Qiskit Aer para más información.

Para circuitos cuánticos generales, las siguientes herramientas están disponibles para probar y depurar tus programas cuánticos:

• Para simular circuitos al usar Qiskit Runtime, usa su modo de prueba local.
• Para la simulación exacta de circuitos cuánticos pequeños, puedes usar las primitivas de referencia incluidas con Qiskit. Consulta Simulación exacta con primitivas de Qiskit.
• Para una simulación de mayor rendimiento que pueda manejar circuitos más grandes, o para incorporar modelos de ruido en tu simulación, usa Qiskit Aer, un proyecto que forma parte del Ecosistema de Qiskit. Consulta Simulación exacta y con ruido con primitivas de Qiskit Aer.
• Para construir modelos de ruido personalizados, usa el módulo noise de Qiskit Aer. Consulta Construcción de modelos de ruido.
• Para los trabajos de Estimator de Qiskit Runtime, usa la clase Neat de Qiskit Runtime para depurar y analizar tus trabajos. Consulta Depurar trabajos de Qiskit Runtime para más detalles.

Consideraciones de hardware

Varios factores influyen en la cantidad de memoria que requiere la simulación cuántica, por lo que no existen requisitos de hardware exactos para la simulación, aunque hay algunas pautas que puedes seguir.

• El único requisito para ejecutar Qiskit es un entorno de Python en funcionamiento. Para más detalles, consulta la sección Compatibilidad con sistemas operativos.
• Dado que los requisitos para simular circuitos cuánticos escalan exponencialmente con el número de qubits, el hardware disponible limita la cantidad de qubits que se pueden simular. Por ejemplo, un sistema con 4 GB de RAM puede simular aproximadamente 27 qubits.
• Tener más o menos memoria disponible no producirá resultados más o menos precisos (suponiendo que se devuelvan resultados), aunque más memoria podría devolver resultados más rápido o permitirte simular más qubits.
• Para sacarle el máximo provecho a tu hardware, usa la simulación local de circuitos estabilizadores (Clifford) cuando sea posible. Consulta Simulación de Clifford con el modo de prueba local de Qiskit Runtime o Simulación eficiente de circuitos estabilizadores con primitivas de Qiskit Aer para ver ejemplos.
• Puedes aumentar tu capacidad de cómputo siguiendo estas instrucciones para ejecutar con múltiples GPUs, nodos o ambos.