Intel lanza la versión 1.0 del kit de desarrollo de software Quantum para una nueva era en la informática

Intel ha presentado el Intel Quantum Software Development Kit (SDK) Versión 1.0, un completo conjunto de herramientas que satisface las necesidades de los desarrolladores de computación cuántica. Después de la versión beta lanzada en septiembre de 2022, este kit de herramientas ofrece la promesa de una simulación informática cuántica completa y una integración perfecta con el hardware cuántico de Intel, incluido el chip de control Horse Ridge II y el chip qubit de giro cuántico, que se espera que se lance este año.

El SDK permite a los desarrolladores programar algoritmos cuánticos con una interfaz fácil de usar basada en C++, utilizando una cadena de herramientas de compilación de máquina virtual de bajo nivel (LLVM) estándar de la industria para una compatibilidad óptima con aplicaciones C/C++ y Python. Como resultado, Intel Quantum SDK se ha convertido en una solución versátil y personalizable para programar en el floreciente campo de la computación cuántica.

Según Anne Matsuura, directora de Quantum Applications & Architecture en Intel Labs, el objetivo principal de Intel Quantum SDK es preparar a los programadores para el futuro de las computadoras cuánticas comerciales a gran escala. Además de ayudar a los desarrolladores a aprender cómo crear aplicaciones y algoritmos cuánticos a través de la simulación, el SDK acelerará el progreso de la industria al fomentar una comunidad de desarrolladores listos para implementar aplicaciones cuando el hardware cuántico Intel esté disponible.

La versión 1.0 de Intel Quantum SDK proporciona una interfaz de programación intuitiva basada en C++, lo que brinda a los desarrolladores de computación clásica y cuántica un lenguaje familiar para colaborar. El kit también incluye un entorno de tiempo de ejecución cuántico optimizado para ejecutar algoritmos híbridos cuánticos-clásicos, lo que permite a los desarrolladores elegir entre dos backends diferentes para simular qubits que pueden representar una mayor cantidad de qubits genéricos o hardware Intel.

El primer backend es Intel Quantum Simulator (IQS) de código abierto y alto rendimiento que admite hasta 32 qubits en un solo nodo y más de 40 qubits en varios nodos. El segundo backend está diseñado específicamente para simular el hardware Intel Quantum-Dot Qubit, así como para facilitar la simulación de modelos compactos de Intel Qubits giratorios de silicio. Este enfoque se basa en la experiencia Intel en la fabricación de transistores de silicio y está destinado a ayudar en la creación de computadoras cuánticas a gran escala.

Con la ayuda del SDK, los usuarios pueden desarrollar pequeñas cargas de trabajo para identificar las capacidades requeridas por la arquitectura del sistema de la computadora cuántica para la ejecución eficiente y precisa del algoritmo qubit. Intel también está utilizando el SDK internamente para el codiseño de hardware y software cuántico, acelerando así el desarrollo general del sistema.

Los beneficios adicionales del SDK incluyen una plataforma personalizable y ampliable que ofrece una mayor flexibilidad para desarrollar aplicaciones cuánticas. Los desarrolladores pueden comparar los archivos del compilador, una función estándar en el desarrollo informático clásico, para evaluar qué tan bien se optimiza un algoritmo. Además, los usuarios pueden acceder al código fuente y obtener niveles más bajos de abstracción para obtener información sobre los mecanismos de almacenamiento de datos de un sistema determinado.

Intel Quantum SDK también garantiza varias funciones clave:

• Código en patrones familiares: el LLVM estándar se amplía con extensiones cuánticas y se modifica un entorno de tiempo de ejecución cuántico para la computación cuántica. El IQS proporciona una simulación de vector de estado de una computadora cuántica universal.
• Ejecución eficiente de flujos de trabajo cuánticos clásicos híbridos: las extensiones del compilador permiten a los desarrolladores incorporar resultados de algoritmos cuánticos en sus proyectos de C++. Esta característica habilita los bucles de retroalimentación críticos necesarios para los algoritmos híbridos cuánticos-clásicos como el algoritmo de optimización cuántica aproximada (QAOA) y el solucionador de valores propios cuánticos variacionales (VQE).
• Simulación de alto rendimiento: los usuarios de Intel DevCloud pueden crear ejecutables capaces de simular aplicaciones y algoritmos con hasta 32 qubits en un solo nodo computacional y más de 40 en múltiples nodos.

Intel está comprometida con el avance del campo de la computación cuántica y reconoce la importancia de fomentar una comunidad de desarrolladores. Como parte de estos esfuerzos, en apoyo de este objetivo, Intel ha otorgado subvenciones a cinco universidades, incluidas la Universidad de Pensilvania, Technische Hochschule Deggendorf, la Universidad de Keio, la Universidad Estatal de Ohio y la Universidad Estatal de Pensilvania, para desarrollar planes de estudio de cursos cuánticos que puedan compartirse con otras instituciones académicas.

Actualmente, el Instituto de Tecnología Deggendorf en Munich, Alemania, está utilizando el SDK para investigar problemas de dinámica de fluidos significativos para la aerodinámica y la hidrodinámica. En enero de 2023, Intel organizó un Intel Quantum Computing Challenge en el Instituto de Tecnología Deggendorf, donde las presentaciones exploraron una variedad de casos de uso cuántico utilizando la versión beta de Intel Quantum SDK. El usuario beta de Leidos se encuentra entre los que exploran aplicaciones interesantes como el aprendizaje automático cuántico, las simulaciones de materiales y los problemas de astrofísica relacionados con la teletransportación cuántica, los agujeros negros y los agujeros de gusano.

Ahora disponible en OneAPI Intel Dev Cloud, Intel Quantum SDK 1.0 marca un hito esencial en la computación cuántica mientras Intel se prepara para lanzar futuras versiones con funciones adicionales en los próximos años. La perfecta integración del SDK con el hardware cuántico Intel ampliará aún más el potencial de avances en este campo en rápido desarrollo. Para obtener más información sobre el enfoque Intel para la computación cuántica, lea la información básica sobre computación cuántica de Intel.

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