Intel 양자 컴퓨팅 개발자의 요구 사항을 충족하는 포괄적인 도구 세트인 Intel Quantum 소프트웨어 개발 키트(SDK) 버전 1.0을 공개했습니다. 2022년 9월에 출시된 베타 버전에 이어 이 툴킷은 완전한 양자 컴퓨터 시뮬레이션과 올해 출시될 것으로 예상되는 호스 리지 II 제어 칩 및 양자 스핀 큐비트 칩을 포함한 Intel 양자 하드웨어와의 원활한 통합을 약속합니다.
SDK는 개발자가 C/C++ 및 Python 애플리케이션과의 최적의 호환성을 위해 업계 표준 LLVM(저수준 가상 머신) 컴파일러 도구 체인을 활용하여 C++ 기반의 사용자 친화적인 인터페이스로 양자 알고리즘을 프로그래밍할 수 있도록 합니다. 그 결과 Intel Quantum SDK는 급성장하는 양자 컴퓨팅 분야에서 프로그래밍을 위한 다목적 맞춤형 솔루션이 되었습니다.
Intel Labs의 Quantum Applications & Architecture 이사인 Anne Matsuura에 따르면 Intel Quantum SDK의 주요 목표는 대규모 상용 양자 컴퓨터의 미래를 위해 프로그래머를 준비시키는 것입니다. 개발자가 시뮬레이션을 통해 양자 알고리즘 및 응용 프로그램을 만드는 방법을 배우도록 돕는 것 외에도 SDK는 Intel 양자 하드웨어를 사용할 수 있게 되면 응용 프로그램을 배포할 준비가 된 개발자 커뮤니티를 육성하여 업계 발전을 촉진할 것입니다.
Intel Quantum SDK 버전 1.0은 C++ 기반의 직관적인 프로그래밍 인터페이스를 제공하여 기존 컴퓨팅 개발자와 양자 개발자가 협업할 수 있는 친숙한 언어를 제공합니다. 또한 이 키트에는 하이브리드 양자 고전 알고리즘을 실행하는 데 최적화된 양자 런타임 환경이 포함되어 있어 개발자가 두 개의 서로 다른 백엔드 중에서 선택하여 더 많은 수의 일반 큐비트 또는 Intel 하드웨어를 나타낼 수 있는 큐비트를 시뮬레이션할 수 있습니다.
첫 번째 백엔드는 단일 노드에서 최대 32큐비트, 여러 노드에서 40큐비트 이상을 지원하는 고성능 오픈 소스 Intel Quantum Simulator(IQS)입니다. 두 번째 백엔드는 Intel 퀀텀닷 큐비트 하드웨어를 시뮬레이션하고 Intel 실리콘 스핀 큐비트의 컴팩트 모델 시뮬레이션을 용이하게 하도록 특별히 설계되었습니다. 이 접근 방식은 실리콘 트랜지스터 제조에 대한 Intel 전문 지식을 기반으로 하며 대규모 양자 컴퓨터 생성을 지원하기 위한 것입니다.
SDK의 도움으로 사용자는 효율적이고 정확한 큐비트 알고리즘 실행을 위해 양자 컴퓨터의 시스템 아키텍처에 필요한 기능을 식별하는 소규모 워크로드를 개발할 수 있습니다. Intel 또한 양자 하드웨어 및 소프트웨어의 공동 설계를 위해 내부적으로 SDK를 사용하여 전체 시스템 개발을 가속화하고 있습니다.
SDK의 추가 이점에는 양자 응용 프로그램 개발에 더 큰 유연성을 제공하는 사용자 정의 및 확장 가능한 플랫폼이 포함됩니다. 개발자는 기존 컴퓨터 개발의 표준 기능인 컴파일러 파일을 비교하여 알고리즘이 얼마나 잘 최적화되었는지 평가할 수 있습니다. 또한 사용자는 소스 코드에 액세스하고 낮은 수준의 추상화를 얻어 주어진 시스템의 데이터 저장 메커니즘에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.
Intel Quantum SDK는 또한 몇 가지 주요 기능을 보장합니다.
- 친숙한 패턴의 코드: 표준 LLVM은 양자 확장으로 확장되고 양자 런타임 환경은 양자 컴퓨팅을 위해 수정됩니다. IQS는 범용 양자 컴퓨터의 상태 벡터 시뮬레이션을 제공합니다.
- 하이브리드 클래식-양자 워크플로의 효율적인 실행: 컴파일러 확장을 통해 개발자는 양자 알고리즘의 결과를 C++ 프로젝트에 통합할 수 있습니다. 이 기능은 양자 근사 최적화 알고리즘(QAOA) 및 양자 변이 고유 해결기(VQE)와 같은 하이브리드 양자 고전 알고리즘에 필요한 중요한 피드백 루프를 활성화합니다.
- 고성능 시뮬레이션: Intel DevCloud 사용자는 단일 컴퓨팅 노드에서 최대 32큐비트, 여러 노드에서 40큐비트 이상으로 애플리케이션 및 알고리즘을 시뮬레이션할 수 있는 실행 파일을 만들 수 있습니다.
Intel 양자 컴퓨팅 분야의 발전에 전념하고 있으며 개발자 커뮤니티 육성의 중요성을 인식하고 있습니다. 이러한 노력의 일환으로 이 목표를 지원하기 위해 Intel 펜실베이니아 대학교, Technische Hochschule Deggendorf, Keio University, The Ohio State University 및 Pennsylvania State University를 포함한 5개 대학에 보조금을 제공하여 다음을 수행할 수 있는 양자 과정 커리큘럼을 개발했습니다. 추가 교육 기관과 공유할 수 있습니다.
현재 독일 뮌헨의 Deggendorf Institute of Technology는 SDK를 사용하여 공기 역학과 유체 역학에 중요한 유체 역학 문제를 조사하고 있습니다. 2023년 1월, Intel Deggendorf Institute of Technology에서 Intel Quantum Computing Challenge를 주최했으며, 여기에서 Intel Quantum SDK의 베타 버전을 활용하는 다양한 양자 사용 사례에 대한 제출물을 탐색했습니다. 베타 사용자 Leidos는 양자 기계 학습, 재료 시뮬레이션, 양자 순간 이동, 블랙홀 및 웜홀과 관련된 천체 물리학 문제와 같은 흥미로운 응용 프로그램을 탐색하는 사람들 중 하나입니다.
이제 OneAPI Intel Dev Cloud에서 사용할 수 있는 Intel Quantum SDK 1.0은 Intel 향후 몇 년 안에 추가 기능이 포함된 향후 버전을 출시할 준비를 함에 따라 양자 컴퓨팅의 중요한 이정표를 표시합니다. Intel 양자 하드웨어와의 원활한 SDK 통합은 빠르게 발전하는 이 분야에서 혁신의 가능성을 더욱 확장할 것입니다. 양자 컴퓨팅에 대한 Intel 접근 방식에 대해 자세히 알아보려면 인텔의 양자 컴퓨팅 백그라운더를 참조하십시오.
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