Intel heeft de Intel Quantum Software Development Kit (SDK) versie 1.0 onthuld, een uitgebreide toolset die voorziet in de behoeften van quantum computing-ontwikkelaars. Na de bètaversie die in september 2022 werd uitgebracht, biedt deze toolkit de belofte van volledige kwantumcomputersimulatie en naadloze integratie met Intel kwantumhardware, waaronder de Horse Ridge II-besturingschip en de kwantum-spin qubit-chip, die naar verwachting dit jaar zal worden uitgebracht.
De SDK stelt ontwikkelaars in staat kwantumalgoritmen te programmeren met een gebruiksvriendelijke interface op basis van C++, gebruikmakend van een industriestandaard low-level virtual machine (LLVM) compiler-toolchain voor optimale compatibiliteit met C/C++- en Python-applicaties. Als gevolg hiervan is de Intel Quantum SDK een veelzijdige en aanpasbare oplossing geworden voor programmeren in het snelgroeiende gebied van quantum computing.
Volgens Anne Matsuura, directeur van Quantum Applications & Architecture bij Intel Labs, is het belangrijkste doel van de Intel Quantum SDK om programmeurs voor te bereiden op de toekomst van grootschalige commerciële kwantumcomputers. Naast het helpen van ontwikkelaars om te leren hoe ze kwantumalgoritmen en -toepassingen kunnen maken door middel van simulatie, zal de SDK de vooruitgang in de industrie versnellen door een gemeenschap van ontwikkelaars te stimuleren die klaar zijn om toepassingen te implementeren wanneer Intel kwantumhardware beschikbaar komt.
Versie 1.0 van de Intel Quantum SDK biedt een intuïtieve programmeerinterface op basis van C++, waardoor klassieke computerontwikkelaars en kwantumontwikkelaars een vertrouwde taal krijgen om mee samen te werken. De kit bevat ook een quantum runtime-omgeving die is geoptimaliseerd voor het uitvoeren van hybride quantum-klassieke algoritmen, waardoor ontwikkelaars kunnen kiezen tussen twee verschillende backends om qubits te simuleren die een groter aantal generieke qubits of Intel -hardware kunnen vertegenwoordigen.
De eerste backend is de krachtige, open-source Intel Quantum Simulator (IQS) die tot 32 qubits op één knooppunt en meer dan 40 qubits op meerdere knooppunten ondersteunt. De tweede backend is specifiek ontworpen om Intel quantum-dot qubit-hardware te simuleren en om de compacte modelsimulatie van Intel -silicium-spinqubits te vergemakkelijken. Deze benadering bouwt voort op de expertise Intel op het gebied van de fabricage van siliciumtransistors en is bedoeld om te helpen bij het creëren van grootschalige kwantumcomputers.
Met behulp van de SDK kunnen gebruikers kleine workloads ontwikkelen om de mogelijkheden te identificeren die de systeemarchitectuur van de kwantumcomputer nodig heeft voor een efficiënte en nauwkeurige uitvoering van qubit-algoritmen. Intel gebruikt de SDK ook intern voor het co-ontwerp van kwantumhardware en -software, waardoor de algehele systeemontwikkeling wordt versneld.
Bijkomende voordelen van de SDK zijn onder meer een aanpasbaar en uitbreidbaar platform dat meer flexibiliteit biedt voor het ontwikkelen van kwantumtoepassingen. Ontwikkelaars kunnen compilerbestanden vergelijken, een standaardfunctie bij klassieke computerontwikkeling, om te evalueren hoe goed een algoritme is geoptimaliseerd. Bovendien kunnen gebruikers toegang krijgen tot de broncode en lagere abstractieniveaus verkrijgen om inzicht te krijgen in de gegevensopslagmechanismen van een bepaald systeem.
De Intel Quantum SDK zorgt ook voor een aantal belangrijke functies:
- Codeer in bekende patronen: de standaard LLVM wordt uitgebreid met kwantumuitbreidingen en een kwantumruntime-omgeving wordt aangepast voor kwantumcomputing. De IQS biedt een toestandsvectorsimulatie van een universele kwantumcomputer.
- Efficiënte uitvoering van hybride klassieke-kwantumworkflows: met compilerextensies kunnen ontwikkelaars resultaten van kwantumalgoritmen opnemen in hun C++-projecten. Deze functie maakt de kritieke feedbackloops mogelijk die nodig zijn voor hybride kwantum-klassieke algoritmen zoals het kwantum benaderende optimalisatie-algoritme (QAOA) en kwantumvariatie eigen-oplosser (VQE).
- High-performance simulatie: Intel DevCloud-gebruikers kunnen uitvoerbare bestanden maken waarmee applicaties en algoritmen kunnen worden gesimuleerd met maximaal 32 qubits op een enkel rekenknooppunt en meer dan 40 op meerdere knooppunten.
Intel zet zich in voor vooruitgang op het gebied van kwantumcomputing en erkent het belang van het koesteren van een gemeenschap van ontwikkelaars. Als onderdeel van deze inspanningen, ter ondersteuning van dit doel, heeft Intel beurzen verstrekt aan vijf universiteiten, waaronder de University of Pennsylvania, Technische Hochschule Deggendorf, Keio University, The Ohio State University en Pennsylvania State University, om curricula voor kwantumcursussen te ontwikkelen. worden gedeeld met andere academische instellingen.
Momenteel gebruikt het Deggendorf Institute of Technology in München, Duitsland, de SDK om vloeistofdynamische problemen te onderzoeken die belangrijk zijn voor aerodynamica en hydrodynamica. In januari 2023 organiseerde Intel een Intel Quantum Computing Challenge op het Deggendorf Institute of Technology, waar inzendingen verschillende quantum use cases onderzochten met behulp van de bètaversie van de Intel Quantum SDK. Bètagebruiker Leidos is een van degenen die opwindende toepassingen onderzoeken, zoals quantum machine learning, simulaties van materialen en astrofysische problemen met kwantumteleportatie, zwarte gaten en wormgaten.
Nu beschikbaar op de OneAPI Intel Dev Cloud, markeert de Intel Quantum SDK 1.0 een essentiële mijlpaal in quantum computing terwijl Intel zich voorbereidt om toekomstige versies met extra functies in de komende jaren uit te brengen. Naadloze SDK-integratie met Intel kwantumhardware zal het potentieel voor doorbraken in dit zich snel ontwikkelende veld verder vergroten. Voor meer informatie over Intel benadering van kwantumcomputing, lees Intel's kwantumcomputing-achtergrondinformatie.
Voor diegenen die geïnteresseerd zijn in het verkennen van tools zoals de Intel Quantum SDK met het potentieel van no-code of low-code oplossingen, biedt AppMaster een krachtig no-code platform waarmee gebruikers gemakkelijk web-, mobiele en backend-applicaties kunnen maken. AppMaster is een veelzijdige en aanpasbare optie voor ontwikkelaars die snel en kosteneffectief applicaties willen ontwikkelen.
