量子模拟器是一种经典的软件工具，旨在模拟量子系统或算法，而量子计算机是一种物理设备，它使用量子力学（如叠加和纠缠）来执行计算。 关键区别在于它们的基础硬件和可扩展性。 模拟器在经典处理器上运行，并通过数学模型模拟量子比特，而量子计算机依赖于使用超导电路或囚禁离子等技术构建的实际量子比特（qubits）。 这种区别影响了它们的能力：模拟器受到经典计算资源的限制，而量子计算机面临着噪声和错误率等现实世界的约束。
量子模拟器主要用于在将量子算法部署到实际硬件之前对其进行测试和调试。 例如，开发人员可能会使用 IBM 的 Qiskit Aer 或 Google 的 Cirq 来模拟小规模量子电路，验证其逻辑或研究理论行为，而无需访问量子设备。 这些工具是确定性的且可预测的，使其成为原型设计的理想选择。 但是，它们很难对大型系统进行建模，因为模拟n个量子比特需要2ⁿ个经典内存。 例如，一个 30 量子比特的模拟将需要大约 1 GB 的 RAM，但扩展到 40 个量子比特需要 16 TB——对于大多数经典系统来说，这是一个实际的限制。 相比之下，量子计算机原则上可以处理更大的量子比特数，但当前的设备（如 IBM 的 127 量子比特 Eagle 或 Rigetti 的 Aspen-M-3）具有高错误率，这使得它们不适合精确模拟复杂的系统。
模拟器和量子计算机之间的选择取决于问题的要求。 模拟器擅长验证小规模问题的算法或研究无噪声场景，而量子计算机是探索量子优势所必需的——解决经典系统无法实际解决的问题。 例如，模拟用于化学研究的分子相互作用可能会从模拟器开始，但最终需要量子计算机才能达到有用的规模。 开发人员通常使用混合工作流程：首先在模拟器上测试代码，然后在实际硬件上运行算法的子集。 但是，今天的量子计算机并不普遍比经典计算机“更快”； 它们仅对特定任务（如分解整数（Shor 算法）或优化组合问题）有利。 在纠错得到改进之前，模拟器仍将是量子计算开发人员的关键工具。