General Purpose Emula­tors (z.B. SV, QASM, TNs)

Im High‑Performance‑Computing (HPC) bezeich­net ein General‑Purpose‑Emulator ein software‑ oder hardware­ba­sier­tes System, das es einer Compu­ter­ar­chi­tek­tur (dem Host) erlaubt, das Verhal­ten einer anderen Archi­tek­tur nachzu­bil­den, sodass Software des Zielsys­tems so ausge­führt werden kann, als liefe sie auf der ursprüng­li­chen Hardware. „General Purpose“ bedeu­tet dabei, dass der Emula­tor nicht auf eine einzelne spezi­fi­sche Anwen­dung beschränkt ist, sondern ein breites Spektrum von Program­men ausfüh­ren kann, die für die jewei­lige Zielar­chi­tek­tur entwi­ckelt wurden. Ein General‑Purpose‑Emulator in der Quantencomputing‑Softwareentwicklung ist entspre­chend ein klassi­sches Software‑Werkzeug bzw. ein Simula­tor, der das Verhal­ten eines univer­sel­len Quanten­com­pu­ters auf konven­tio­nel­ler Hardware nachbil­det. Er ist in der Lage, belie­bige Quanten­schalt­kreise und ‑algorith­men auszu­füh­ren, ohne auf bestimmte Quanten­mo­delle oder Problem­klas­sen beschränkt zu sein. Solche Emula­to­ren unter­stüt­zen eine Vielzahl von Quanten­gat­tern, Qubit‑Anzahlen (begrenzt durch die verfüg­ba­ren klassi­schen Rechen­res­sour­cen) sowie unter­schied­li­che Rausch‑ und Fehler­mo­delle. Dadurch ermög­li­chen sie es Entwick­le­rin­nen und Entwick­lern, Quanten­pro­gramme zu testen, Schalt­kreise zu debug­gen und Algorith­men zu bench­mar­ken, bevor diese auf realer Quanten­hard­ware ausge­führt werden. Beispiele hierfür sind Qiskit Aer (IBM), Cirq (Google) und QCE (Quantum Compu­ter Emula­tor), die Schnitt­stel­len oder APIs zur Schalt­kreis­si­mu­la­tion und ‑steue­rung bereitstellen.

In high-perfor­mance compu­ting (HPC), a general purpose emula­tor is a software or hardware-based system that allows one compu­ter archi­tec­ture (the host) to imitate the behavior of another, so that it can run the guest system’s software as if it was execu­ted on the origi­nal hardware. It is “general purpose” in the sense that it is not restric­ted to a single speci­fic appli­ca­tion, but can execute a broad range of programs designed for that target archi­tec­ture. A general-purpose emula­tor in quantum compu­ting software develo­p­ment is a classi­cal software tool or simula­tor designed to mimic the behavior of a univer­sal quantum compu­ter on conven­tio­nal hardware, capable of execu­ting arbitrary quantum circuits and algorithms without being limited to speci­fic quantum models or problems.​ These emula­tors support a wide range of quantum gates, qubit counts (up to limits set by classi­cal resour­ces), and noise models, allowing develo­pers to test quantum programs, debug circuits, and bench­mark algorithms before running on real quantum hardware. Examp­les include Qiskit Aer (IBM), Cirq (Google), and QCE (Quantum Compu­ter Emula­tor), which provide graphi­cal inter­faces or APIs for circuit simula­tion and control.