Quantensimulation
Wie bereits erwähnt werden Quantensimulatoren oft analog angewendet, mit Systemen, die versuchen Quanteneffekte durch einfachere, leichter zu kontrollierende, analoge Hardware-Systeme nachzubauen.
Hier soll es aber um softwarebasierte Simulatoren gehen, und zwar um Software, mit der man speziell verschiedene Ebenen der Quantenkommunikation nachstellen kann.
Simulator | Zugang | Simulator besonders geeignet für | |
IBM Quantum[↓]/Qiskit[↓]
Die Onlineplattform IBM Quantum/Qiskit ermöglicht nicht nur eigens kreierte Quantenschaltungen auf echter Quantenhardware auszuführen, sondern auch, ausschließlich im Webbrowser zu arbeiten, da bereits alle benötigten Tools onboard sind. |
Webbasierte Plattform mit Quantenhardware/Selbstinstallation | Schaltungen | |
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Quantum Network Explorer[↓]
Der Quantum Network Explorer ist ein von QuTech entwickeltes Online-Tool zum Simulieren und Programmieren und ist besonders geeignet für verteilte Anwendungen. Es sind bereits Beispiele vorhanden, sodass weder eine Installation noch das Programmieren eigener Circuits notwendig ist. Das Tool ist rein webbasiert und verfügt über eine übersichtliche Visualisierung. |
Webbasierte Plattform | Netzwerke |
QKDSimulator[↓]
Zum Testen und Visualisieren eines Quantenschlüsselaustauschs (BB84-Protokoll). Auf dieser Plattform lassen sich verschiedene Parameter für den Schlüsselaustausch über eine grafische Benutzeroberfläche einstellen. Durch einfache Schieberegler lassen sich Parameter zur Konfiguration des Quantenkanals flexibel einstellen. |
Webbasierte Plattform | Spezielle Anwendungen/QKD | |
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SQUANCH[↓]
SQUANCH ermöglicht das Erstellen von Netzwerktopologien und das Testen von Protokollen, besitzt aber auch Werkzeuge um Quantentechnologie auf Schaltungsebene zu simulieren. |
Selbstinstallation | Schaltungen, Netzwerke |
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QuNetSim[↓]
QuNetSim eignet sich zum schnellen und einfachen Testen von Protokollen. Die Software simuliert die Netzwerkschicht in einem Quantennetz, ohne dass sich der Benutzer um das Routing zwischen den Hosts kümmern muss. Zudem verfügt der Simulator über Mechanismen zur Kontrolle der Synchronisation im Netz. |
Selbstinstallation | Netzwerke |
SeQUeNCe[↓]
SeQUeNCe ist ein frei erhältlicher Open Source Simulator, mit dem sich Einflussfaktoren wie Zeit und Dämpfung auf die Erzeugung und Übertragung von Quantenzuständen in Netzwerken simulieren lässt. Geeignet um Abläufe in der Hardware- und Verbindungsschicht zu testen. |
Selbstinstallation | Spezielle Anwendungen/Hardware |
Literatur
[↑]Feynman, R.P. Simulating physics with computers. Int J Theor Phys 21, 467–488 (1982). https://doi.org/10.1007/BF02650179
[↑]IBM Quantum https://quantum-computing.ibm.com/
[↑]Qiskit https://qiskit.org/
[↑]Quantum Network Explorer (QNE) https://www.quantum-network.com/
[↑]QKD Simulator https://www.qkdsimulator.com/
[↑]SQUANCH https://att-innovate.github.io/squanch/index.html
[↑]QuNetSim https://tqsd.github.io/QuNetSim/
[↑]SeQUeNCe https://sequence-toolbox.github.io/