كشفت Intel عن الإصدار 1.0 من مجموعة تطوير برامج الكم (SDK) من Intel ، وهي مجموعة أدوات شاملة تلبي احتياجات مطوري الحوسبة الكمية. بعد الإصدار التجريبي الذي تم إصداره في سبتمبر 2022 ، تجلب مجموعة الأدوات هذه الوعد بمحاكاة الكمبيوتر الكمومية الكاملة والتكامل السلس مع أجهزة Intel الكمومية ، بما في ذلك شريحة التحكم Horse Ridge II وشريحة qubit الكمومية ، والتي من المتوقع إصدارها هذا العام.
يمكّن SDK المطورين من برمجة الخوارزميات الكمومية بواجهة سهلة الاستخدام تعتمد على C ++ ، باستخدام سلسلة أدوات المترجم الافتراضية ذات المستوى المنخفض (LLVM) المتوافقة مع معايير الصناعة من أجل التوافق الأمثل مع تطبيقات C / C ++ و Python. نتيجة لذلك ، أصبحت Intel Quantum SDK حلاً متعدد الاستخدامات وقابل للتخصيص للبرمجة في مجال الحوسبة الكمومية المزدهر.
وفقًا لـ Anne Matsuura ، مديرة التطبيقات الكمية والهندسة المعمارية في Intel Labs ، فإن الهدف الرئيسي لـ Intel Quantum SDK هو إعداد المبرمجين لمستقبل أجهزة الكمبيوتر الكمومية التجارية واسعة النطاق. بالإضافة إلى مساعدة المطورين على تعلم كيفية إنشاء خوارزميات وتطبيقات كمومية من خلال المحاكاة ، فإن SDK ستسرع من تقدم الصناعة من خلال تعزيز مجتمع من المطورين المستعدين لنشر التطبيقات عندما تكون أجهزة Intel الكمومية متاحة.
يوفر الإصدار 1.0 من Intel Quantum SDK واجهة برمجة بديهية تعتمد على C ++ ، مما يمنح مطوري الحوسبة الكلاسيكية ومطوري الكم لغة مألوفة للتعاون معهم. تشتمل المجموعة أيضًا على بيئة وقت تشغيل كمي مُحسّنة لتنفيذ خوارزميات الكم الهجينة الكلاسيكية ، مما يسمح للمطورين بالاختيار بين اثنين من الخلفيات المختلفة لمحاكاة الكيوبتات التي يمكن أن تمثل عددًا أكبر من الكيوبتات العامة أو أجهزة Intel.
الواجهة الخلفية الأولى هي Intel Quantum Simulator (IQS) عالي الأداء والمفتوح المصدر الذي يدعم ما يصل إلى 32 كيوبت على عقدة واحدة وما يزيد عن 40 كيوبت على عقد متعددة. تم تصميم الواجهة الخلفية الثانية خصيصًا لمحاكاة أجهزة qubit الكمومية Intel بالإضافة إلى تسهيل محاكاة النموذج المضغوط ل qubits تدور من السيليكون Intel. يعتمد هذا النهج على خبرة Intel في تصنيع ترانزستور السيليكون ويهدف إلى المساعدة في إنشاء أجهزة كمبيوتر كمومية واسعة النطاق.
بمساعدة SDK ، يمكن للمستخدمين تطوير أعباء عمل صغيرة لتحديد القدرات التي تتطلبها بنية نظام الكمبيوتر الكمومي لتنفيذ خوارزمية كيوبت بكفاءة ودقة. تستخدم Intel أيضًا SDK داخليًا للتصميم المشترك للأجهزة والبرامج الكمومية ، وبالتالي تسريع تطوير النظام بشكل عام.
تشمل المزايا الإضافية لـ SDK منصة قابلة للتخصيص والتوسيع توفر قدرًا أكبر من المرونة لتطوير التطبيقات الكمية. يمكن للمطورين مقارنة ملفات المترجم ، وهي ميزة قياسية في تطوير الكمبيوتر الكلاسيكي ، لتقييم مدى تحسين الخوارزمية. علاوة على ذلك ، يمكن للمستخدمين الوصول إلى الكود المصدري والحصول على مستويات أقل من التجريد لاكتساب نظرة ثاقبة على آليات تخزين البيانات لنظام معين.
تضمن Intel Quantum SDK أيضًا العديد من الميزات الرئيسية:
- رمز في أنماط مألوفة: يتم تمديد LLVM القياسي بامتدادات كمية ، ويتم تعديل بيئة وقت التشغيل الكمي للحوسبة الكمومية. يوفر نظام IQS محاكاة متجه الحالة لجهاز كمبيوتر كمي عالمي.
- التنفيذ الفعال لسير العمل الكمي الكلاسيكي الهجين: تسمح امتدادات المترجم للمطورين بدمج النتائج من الخوارزميات الكمومية في مشاريعهم باستخدام لغة ++ C. تتيح هذه الميزة حلقات التغذية الراجعة الحرجة المطلوبة للخوارزميات الكلاسيكية الكمومية الهجينة مثل خوارزمية التحسين الكمي التقريبي (QAOA) ومحلل eigen المتغير الكمي (VQE).
- محاكاة عالية الأداء: يمكن لمستخدمي Intel DevCloud إنشاء ملفات تنفيذية قادرة على محاكاة التطبيقات والخوارزميات بما يصل إلى 32 كيوبت على عقدة حسابية واحدة وأكثر من 40 على عقد متعددة.
تلتزم Intel بتطوير مجال الحوسبة الكمية وتدرك أهمية تعزيز مجتمع المطورين. كجزء من هذه الجهود ، ودعمًا لهذا الهدف ، قدمت Intel منحًا لخمس جامعات ، بما في ذلك جامعة بنسلفانيا ، وجامعة Technische Hochschule Deggendorf ، وجامعة Keio ، وجامعة ولاية أوهايو ، وجامعة ولاية بنسلفانيا ، لتطوير مناهج الدورة الكمية التي يمكنها أن يتم مشاركتها مع مؤسسات أكاديمية إضافية.
حاليًا ، يستخدم معهد ديجيندورف للتكنولوجيا في ميونيخ بألمانيا SDK للتحقيق في مشاكل ديناميكيات الموائع المهمة للديناميكا الهوائية والديناميكا المائية. في يناير 2023 ، استضافت Intel تحدي الحوسبة الكمومية من Intel في معهد Deggendorf للتكنولوجيا ، حيث استكشف التقديم مجموعة متنوعة من حالات الاستخدام الكمي باستخدام الإصدار التجريبي من Intel Quantum SDK. مستخدم بيتا Leidos هو من بين أولئك الذين يستكشفون تطبيقات مثيرة مثل التعلم الآلي الكمي ، ومحاكاة المواد ، ومشاكل الفيزياء الفلكية التي تنطوي على النقل الآني الكمي ، والثقوب السوداء ، والثقوب الدودية.
يمثل Intel Quantum SDK 1.0 ، المتوفر الآن على OneAPI Intel Dev Cloud ، معلمًا أساسيًا في الحوسبة الكمية حيث تستعد Intel لإصدار إصدارات مستقبلية مع ميزات إضافية في السنوات القادمة. سيؤدي تكامل SDK السلس مع أجهزة Intel الكمومية إلى زيادة إمكانية تحقيق اختراقات في هذا المجال سريع التطور. لمعرفة المزيد حول نهج Intel للحوسبة الكمومية ، اقرأ الخلفية الأساسية للحوسبة الكمومية من إنتل.
للراغبين في استكشاف أدوات مثل Intel Quantum SDK مع إمكانات حلول no-code أو low-code ، يقدم AppMaster نظامًا أساسيًا قويًا no-code يسمح للمستخدمين بإنشاء تطبيقات الويب والجوّال والخلفية بسهولة. AppMaster هو خيار متعدد الاستخدامات وقابل للتخصيص للمطورين الذين يتطلعون إلى تطوير التطبيقات بسرعة وفعالية من حيث التكلفة.
