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MIMIQ: computer quantistico virtuale

2 minuti
Quantum Computing Simulazione Julia Python
Indice dei contenuti

Panoramica

MIMIQ è il prodotto di punta di QPerfect: un computer quantistico virtuale che permette a ricercatori e ingegneri di programmare ed eseguire algoritmi quantistici con velocità, accuratezza e flessibilità. Con MIMIQ si possono progettare, testare e validare i propri circuiti quantistici prima di eseguirli su hardware reale, oppure esplorare regimi che nessun hardware attuale riesce a raggiungere.

Come CTO ho progettato l’architettura di MIMIQ da zero e ne ho guidato lo sviluppo, trasformando un prototipo nato dalla ricerca in una piattaforma di produzione usata da laboratori di ricerca e clienti industriali.

Tecnologia

MIMIQ combina due motori di simulazione complementari:

  • Motore Statevector: simulazione esatta e ultraveloce di circuiti quantistici fino a ~32 qubit, grazie a ottimizzazioni CPU a basso livello (AVX/SIMD), a un precondizionamento avanzato dei circuiti e a una gestione parsimoniosa della memoria.
  • Motore Matrix Product States (MPS): simulazione su larga scala con reti tensoriali, capace di gestire circuiti da migliaia di qubit quando l’entanglement resta limitato. In questo modo MIMIQ affronta circuiti fuori dalla portata degli approcci statevector a forza bruta.

MIMIQ calcola in modo veloce e numericamente esatto circuiti quantistici arbitrari con milioni di gate, e circuiti a entanglement limitato con migliaia di qubit.

SDK MimiqCircuits

MimiqCircuits offre librerie open source per circuiti quantistici, sia in Python sia in Julia:

  • un’ampia libreria di gate e primitive per comporre circuiti in modo efficiente;
  • circuiti dinamici: misure mid-circuit, reset dei qubit, feedforward classico e logica condizionale;
  • accesso completo alle proprietà dello stato quantistico: ampiezze, valori di aspettazione, misure di entanglement e fedeltà del circuito;
  • pieno supporto di OpenQASM v2 per importare ed esportare circuiti;
  • simulazione di circuiti quantistici, sia ideali sia rumorosi, con modelli di rumore personalizzabili;
  • integrazione con il backend cloud MIMIQ.

Deployment

MIMIQ è disponibile come servizio cloud gestito oppure come installazione on-premises su cluster HPC. Il cloud dà accesso immediato tramite gli SDK Python e Julia, mentre l’opzione on-premises garantisce pieno controllo sulle risorse hardware e sulla sovranità dei dati.

Benchmark

Valutato con la libreria MQT Bench su 28 algoritmi quantistici e oltre 70.000 circuiti (da 2 a oltre 130 qubit), MIMIQ raggiunge un’accuratezza del 100% sulla grande maggioranza dei circuiti, più di qualsiasi altra piattaforma quantistica testata.