基于SIMD并行的量子切分模擬加速優(yōu)化
所屬分類：技術(shù)論文
上傳者：wwei
文檔大?。?span>4994 K
標(biāo)簽： 量子計(jì)算 量子切分 量子模擬
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文檔介紹：量子計(jì)算是當(dāng)前計(jì)算領(lǐng)域備受矚目的尖端課題，量子切分是為了突破當(dāng)前的硬件限制、提高可用量子比特?cái)?shù)而提出的一種極具潛力的計(jì)算框架。在使用經(jīng)典計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行的研究與驗(yàn)證中，對(duì)子電路的量子模擬是最重要的算力瓶頸環(huán)節(jié)。為了提高量子模擬的效率，本研究發(fā)現(xiàn)量子模擬框架Qiskit Aer中關(guān)鍵的矩陣計(jì)算環(huán)節(jié)所使用的樸素線性代數(shù)方法存在使用SIMD進(jìn)行優(yōu)化的空間?；诖?，本研究使用AVX2指令優(yōu)化了矩陣計(jì)算部分的代碼，并通過(guò)容器化方法進(jìn)行控制變量測(cè)試。SIMD優(yōu)化方法成功地對(duì)Qiskit Aer的量子模擬效率賦予了顯著提升，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，此提升是穩(wěn)定、可靠、可復(fù)現(xiàn)的，并且不會(huì)對(duì)量子模擬以外的無(wú)關(guān)環(huán)節(jié)引入未知影響。本文的研究成果提高了量子切分模擬的效率，為量子切分的研究提供了更快速的工具，為Qiskit框架的進(jìn)一步優(yōu)化提供了可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)與范式。
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