综述：量子计算机模拟：综述与加速机会

《ACM Transactions on Quantum Computing》：Simulation of Quantum Computers: Review and Acceleration Opportunities

量子计算虽具革命潜力，但受限于当前经典计算机的资源，其模拟在计算和内存需求上面临挑战，需通过算法级优化、硬件感知优化等多层次方法提升性能。

　　

摘要

量子计算有潜力通过解决当前经典计算机无法在合理时间内解决的复杂问题来彻底改变多个领域。然而，量子计算机的发展仍处于早期阶段，现有的系统资源非常有限。因此，目前开发和测试量子算法最实际的方法是使用经典计算机模拟器。此外，新型量子计算机及其组件的开发也依赖于模拟技术。

鉴于量子计算机的特性，对其进行模拟在计算和存储方面都是一项要求很高的任务。因此，当前经典系统中的模拟效果并不理想，需要在不同层面上应用各种优化和近似技术。

本文综述了量子计算机的组成部分、这些组件以及整个量子计算机可被模拟的层次，并深入分析了各种先进的加速方法。除了可以在算法层面进行的优化外，本文还介绍了最具前景的、针对硬件的优化措施以及未来可以探索的方向，以提高模拟的性能和可扩展性。