QuEST-Kit/QuEST

解決する課題

QuESTは、量子状態ベクトルと密度行列を正確にシミュレーションするための高性能な環境を提供します。ノートPC、デスクトップ、スーパーコンピュータを活用して量子挙動を高精度かつ高速にモデル化することで、従来のハードウェア上で量子システムをシミュレーションするという課題を解決します。

仕組み

QuESTは、マルチスレッド、GPUアクセラレーション、分散コンピューティングを組み合わせたハイブリッドな加速アプローチを採用しています。OpenMP、MPI、CUDA、HIP、cuQuantum、GPUDirectといった業界標準のライブラリやフレームワークを活用し、複数のCPUコアやGPU間で計算を並列化します。このツールキットは、これらの複雑なハードウェア展開を単一のシームレスなCおよびC++インターフェースの背後に抽象化しています。

対象ユーザー

ノイズのある量子コンピュータのシミュレーション、量子アルゴリズムのテスト、または高性能な従来型ハードウェアを使用した量子状態の解析を必要とする量子コンピューティングの研究者や開発者向けに設計されています。

主な特徴

• ハードウェア非依存: CPU、GPU、またはネットワーク接続されたスーパーコンピュータ上で動作し、最適なハードウェアへの自動ランタイムデプロイメントが可能です。
• 包括的なシミュレーション: ノイズシミュレーションのための密度行列、一般的なユニタリ行列、および一般的なデコヒーレンスチャネルをサポートしています。
• 高度な解析ツール: 確率、忠実度（フィデリティ）、期待値、距離、部分トレースを計算する機能を備えています。
• 柔軟な精度: qreal および qcomp 型を通じて、可変的な数値精度（単精度、倍精度、または四倍精度）を提供します。
• 幅広い互換性: Clang、GNU、Intel、MSVCなどの主要なコンパイラを使用して、MacOS、Linux、Windows向けにネイティブコンパイルが可能です。