QuEST-Kit/QuEST

해결하는 문제

QuEST는 양자 상태 벡터와 밀도 행렬을 정확하게 시뮬레이션하기 위한 고성능 환경을 제공합니다. 노트북, 데스크톱, 슈퍼컴퓨터를 활용하여 양자 거동을 높은 정밀도와 속도로 모델링함으로써 기존 하드웨어에서 양자 시스템을 시뮬레이션하는 과제를 해결합니다.

작동 원리

QuEST는 멀티스레딩, GPU 가속 및 분산 컴퓨팅을 결합한 하이브리드 가속 방식을 사용합니다. OpenMP, MPI, CUDA, HIP, cuQuantum, GPUDirect와 같은 업계 표준 라이브러리와 프레임워크를 활용하여 여러 CPU 코어와 GPU에 걸쳐 계산을 병렬화합니다. 이 툴킷은 이러한 복잡한 하드웨어 배포를 단일하고 원활한 C 및 C++ 인터페이스 뒤에 추상화합니다.

대상 사용자

노이즈가 있는 양자 컴퓨터를 시뮬레이션하거나, 양자 알고리즘을 테스트하거나, 고성능 기존 하드웨어를 사용하여 양자 상태를 분석해야 하는 양자 컴퓨팅 연구원 및 개발자를 위해 설계되었습니다.

주요 특징

• 하드웨어 독립성: CPU, GPU 또는 네트워크로 연결된 슈퍼컴퓨터에서 실행되며 최적의 하드웨어로 자동 런타임 배포가 가능합니다.
• 포괄적인 시뮬레이션: 노이즈 시뮬레이션을 위한 밀도 행렬, 일반 유니타리 행렬 및 일반 디코히런스 채널을 지원합니다.
• 고급 분석 도구: 확률, 충실도(fidelity), 기댓값, 거리 및 부분 트레이스를 계산하는 기능을 포함합니다.
• 유연한 정밀도: qreal 및 qcomp 타입을 통해 가변적인 수치 정밀도(단정밀도, 배정밀도 또는 4배 정밀도)를 제공합니다.
• 광범위한 호환성: Clang, GNU, Intel, MSVC와 같은 주요 컴파일러를 사용하여 MacOS, Linux 및 Windows용으로 네이티브 컴파일이 가능합니다.