Инструменты для выполнения и эмуляции квантовых вычислений

В настоящее время квантовые технологии находятся на передовой развития научной мысли. Крупные корпорации создают собственные квантовые суперкомпьютеры, разрабатываются квантовые аналоги классических алгоритмов, ведутся исследования в области квантовой криптографии. Но так как квантовые компьютеры еще не получили широкого распространения, актуальным становится вопрос: как обычным пользователям, ученым и исследователям не отставать от развития науки? Одним из возможных решений является использование различного рода инструментов для эмуляции квантовых вычислений на локальном неквантовом компьютере. Кроме того, существует также возможность получить в распоряжение несколько кубит квантового суперкомпьютера IBM. Как правило, такие инструменты реализуются в виде библиотек для различных языков программирования. Ввиду того что работа с реальными квантовыми компьютерами доступна лишь узкому кругу исследователей, эмуляторы просто необходимы для проверки гипотез или алгоритмов. В данной статье рассмотрены наиболее популярные квантовые эмуляторы, использующиеся для квантовых вычислений и позволяющие эмулировать процесс работы квантового компьютера. Были изучены квантовые эмуляторы, выявлены и описаны их индивидуальные особенности, составлены рекомендации для более удобного начала работы с ними, а также описаны их достоинства и недостатки. Произведен обзор нескольких библиотек для языков JavaScript, Python, C/C++, а также рассмотрены средство с веб-интерфейсом (Quantum Programming Studio) и набор инструментов от компании Microsoft (Microsoft Quantum Development Kit), основным языком которого служит Q#.

квантовые вычисления, библиотеки, эмуляция, кубит, языки программирования