Integration von Quantensimulatoren in QHAna

Abstract

Quantencomputer nutzen Prinzipien der Quantenphysik wie Superposition und Verschränkung, um Quantenalgorithmen zu implementieren. Diese Algorithmen können systematisch auf klassischen Computern mittels der QHAna-Plattform simuliert werden, um sie zu testen und ihre Eigenschaften zu untersuchen. Dieser Simulationsprozess basiert auf den Simulatoren Qiskit-Bibliothek. Jedoch gibt es verschiedene andere Implementierungen von Quantencomputer-Simulatoren, die sich in ihrem Funktionsumfang und in ihrer Performance unterscheiden. Um die Simulatoren zu vergleichen werden in dieser Arbeit verschiedene Quantensimulatoren mit Python-Unterstützung systematisch anhand ihres Funktionsumfangs untersucht. Nach einer detaillierten Analyse werden zunächst Simulatoren ausgewählt, die mit OpenQASM kompatibel sind. Diese werden dann als Plugins schrittweise in das QHAna-System integriert. Um die Auswahl für den Nutzer zu erleichtern, erfolgt ein Vergleich der Simulatoren, deren Ergebnisse anschließend in einer Tabelle präsentiert werden. Mithilfe der integrierten Plugins wird schließlich die Leistung der Simulatoren bei der Ausführung von OpenQASM Programmen experimentell untersucht.