零设置量子电路模拟器基准测试

从业者越来越依赖托管模拟环境，但其性能特征仍缺乏充分记录。我们对两种广泛使用的方法——矩阵乘积态（MPS）和Pauli路径模拟（PPS）——进行了GPU加速近似量子模拟的系统性基准测试研究，比较了BlueQubit（一种处理硬件配置、模拟器设置和作业编排的托管工具）与AWS Braket、Quantum Rings、PPS-Qiskit和PauliPropagation.jl。对于MPS，我们发现GPU运行时间随键维呈次二次方扩展，在规模增大时相对于CPU具有越来越大的优势。对于IBM 127量子比特kicked Ising基准上的Pauli路径模拟，GPU在精细截断阈值（δ = 2.5 × 10⁻⁵，2760万Pauli项）下提供了高达1400倍的加速，并且是唯一能达到δ < 10⁻⁵以下精度范围的后端，而这里评估的普通CPU实现和自包含SDK则无法达到。我们还提供了这些模拟器在不同场景下的可复现特征描述，包括孤立评估无法显示的权衡。为支持透明度和复用，我们提供了一个包含所有基准测试代码和配置的公共GitHub仓库。