Intel a dévoilé la version 1.0 du kit de développement logiciel Intel Quantum (SDK), un ensemble d'outils complet répondant aux besoins des développeurs d'informatique quantique. Après la version bêta publiée en septembre 2022, cette boîte à outils promet une simulation informatique quantique complète et une intégration transparente avec le matériel quantique Intel, y compris la puce de contrôle Horse Ridge II et la puce qubit de spin quantique, qui devrait sortir cette année.
Le SDK permet aux développeurs de programmer des algorithmes quantiques avec une interface conviviale basée sur C++, en utilisant une chaîne d'outils de compilateur de machine virtuelle de bas niveau (LLVM) standard pour une compatibilité optimale avec les applications C/C++ et Python. En conséquence, le SDK Intel Quantum est devenu une solution polyvalente et personnalisable pour la programmation dans le domaine en plein essor de l'informatique quantique.
Selon Anne Matsuura, directrice des applications et de l'architecture quantiques chez Intel Labs, l'objectif principal du SDK Intel Quantum est de préparer les programmeurs à l'avenir des ordinateurs quantiques commerciaux à grande échelle. En plus d'aider les développeurs à apprendre à créer des algorithmes et des applications quantiques par simulation, le SDK accélérera les progrès de l'industrie en favorisant une communauté de développeurs prêts à déployer des applications lorsque le matériel quantique Intel sera disponible.
La version 1.0 du SDK Intel Quantum fournit une interface de programmation intuitive basée sur C++, offrant aux développeurs informatiques classiques et aux développeurs quantiques un langage familier avec lequel collaborer. Le kit comprend également un environnement d'exécution quantique optimisé pour l'exécution d'algorithmes hybrides quantiques-classiques, permettant aux développeurs de choisir entre deux backends différents pour simuler des qubits pouvant représenter un nombre plus élevé de qubits génériques ou de matériel Intel.
Le premier backend est le simulateur Intel Quantum Simulator (IQS) open source hautes performances qui prend en charge jusqu'à 32 qubits sur un seul nœud et au-delà de 40 qubits sur plusieurs nœuds. Le deuxième backend est spécialement conçu pour simuler le matériel qubit à points quantiques Intel ainsi que pour faciliter la simulation de modèles compacts de qubits de spin en silicium Intel. Cette approche s'appuie sur l'expertise Intel dans la fabrication de transistors en silicium et vise à faciliter la création d'ordinateurs quantiques à grande échelle.
Avec l'aide du SDK, les utilisateurs peuvent développer de petites charges de travail pour identifier les capacités requises par l'architecture système de l'ordinateur quantique pour une exécution efficace et précise de l'algorithme qubit. Intel utilise également le SDK en interne pour la co-conception de matériel et de logiciels quantiques, accélérant ainsi le développement global du système.
Les avantages supplémentaires du SDK incluent une plate-forme personnalisable et extensible qui offre une plus grande flexibilité pour le développement d'applications quantiques. Les développeurs peuvent comparer les fichiers du compilateur, une fonctionnalité standard du développement informatique classique, pour évaluer dans quelle mesure un algorithme est optimisé. De plus, les utilisateurs peuvent accéder au code source et obtenir des niveaux d'abstraction inférieurs pour mieux comprendre les mécanismes de stockage de données d'un système donné.
Le SDK Intel Quantum assure également plusieurs fonctionnalités clés :
- Coder dans des modèles familiers : le LLVM standard est étendu avec des extensions quantiques, et un environnement d'exécution quantique est modifié pour l'informatique quantique. L'IQS fournit une simulation de vecteur d'état d'un ordinateur quantique universel.
- Exécution efficace de workflows hybrides classique-quantique : les extensions de compilateur permettent aux développeurs d'incorporer les résultats d'algorithmes quantiques dans leurs projets C++. Cette fonctionnalité active les boucles de rétroaction critiques requises pour les algorithmes quantiques classiques hybrides tels que l'algorithme d'optimisation approximative quantique (QAOA) et le solveur propre variationnel quantique (VQE).
- Simulation haute performance : les utilisateurs d'Intel DevCloud peuvent créer des exécutables capables de simuler des applications et des algorithmes avec jusqu'à 32 qubits sur un seul nœud de calcul et au-delà de 40 sur plusieurs nœuds.
Intel s'engage à faire progresser le domaine de l'informatique quantique et reconnaît l'importance de favoriser une communauté de développeurs. Dans le cadre de ces efforts, pour soutenir cet objectif, Intel a accordé des subventions à cinq universités, dont l'Université de Pennsylvanie, la Technische Hochschule Deggendorf, l'Université Keio, l'Université d'État de l'Ohio et l'Université d'État de Pennsylvanie, pour développer des programmes de cours quantiques qui peuvent être partagé avec d'autres institutions académiques.
Actuellement, l'Institut de technologie Deggendorf de Munich, en Allemagne, utilise le SDK pour étudier les problèmes de dynamique des fluides importants pour l'aérodynamique et l'hydrodynamique. En janvier 2023, Intel a organisé un Intel Quantum Computing Challenge au Deggendorf Institute of Technology, où les soumissions ont exploré une variété de cas d'utilisation quantique utilisant la version bêta du SDK Intel Quantum. L'utilisateur bêta Leidos fait partie de ceux qui explorent des applications passionnantes telles que l'apprentissage automatique quantique, les simulations de matériaux et les problèmes d'astrophysique impliquant la téléportation quantique, les trous noirs et les trous de ver.
Désormais disponible sur OneAPI Intel Dev Cloud, le SDK Intel Quantum 1.0 marque une étape essentielle dans l'informatique quantique alors Intel se prépare à publier de futures versions avec des fonctionnalités supplémentaires dans les années à venir. L'intégration transparente du SDK avec le matériel quantique Intel augmentera encore le potentiel de percées dans ce domaine en développement rapide. Pour en savoir plus sur l'approche Intel en matière d'informatique quantique, lisez le document d'information sur l'informatique quantique d'Intel.
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