Intel представила комплект Intel Quantum Software Development Kit (SDK) версии 1.0 — комплексный набор инструментов, отвечающий потребностям разработчиков квантовых вычислений. После бета-версии, выпущенной в сентябре 2022 года, этот набор инструментов обещает полное квантовое компьютерное моделирование и бесшовную интеграцию с квантовым оборудованием Intel, включая управляющий чип Horse Ridge II и чип квантового спинового кубита, который, как ожидается, будет выпущен в этом году.
SDK позволяет разработчикам программировать квантовые алгоритмы с помощью удобного интерфейса на основе C++, используя стандартную набор инструментов компилятора низкоуровневой виртуальной машины (LLVM) для оптимальной совместимости с приложениями C/C++ и Python. В результате Intel Quantum SDK стал универсальным и настраиваемым решением для программирования в бурно развивающейся области квантовых вычислений.
По словам Анны Мацууры, директора отдела квантовых приложений и архитектуры в Intel Labs, основная цель Intel Quantum SDK — подготовить программистов к будущему крупномасштабных коммерческих квантовых компьютеров. Помимо помощи разработчикам в обучении созданию квантовых алгоритмов и приложений с помощью моделирования, SDK ускорит развитие отрасли, создав сообщество разработчиков, готовых развертывать приложения, когда квантовое оборудование Intel станет доступным.
Версия 1.0 Intel Quantum SDK предоставляет интуитивно понятный программный интерфейс на основе C++, предоставляя разработчикам классических вычислений и разработчикам квантовых вычислений знакомый язык для совместной работы. В комплект также входит квантовая среда выполнения, оптимизированная для выполнения гибридных квантово-классических алгоритмов, позволяющая разработчикам выбирать между двумя разными серверными частями для имитации кубитов, которые могут представлять большее количество общих кубитов или оборудования Intel.
Первая серверная часть — это высокопроизводительный Intel Quantum Simulator (IQS) с открытым исходным кодом, который поддерживает до 32 кубитов на одном узле и более 40 кубитов на нескольких узлах. Вторая серверная часть специально разработана для имитации аппаратного обеспечения Intel с квантовыми точками, а также для облегчения моделирования компактных моделей кремниевых спиновых кубитов Intel. Этот подход основан на опыте Intel в производстве кремниевых транзисторов и призван помочь в создании крупномасштабных квантовых компьютеров.
С помощью SDK пользователи могут разрабатывать небольшие рабочие нагрузки для определения возможностей, необходимых системной архитектуре квантового компьютера для эффективного и точного выполнения алгоритма кубитов. Intel также использует SDK внутри компании для совместной разработки квантового оборудования и программного обеспечения, тем самым ускоряя общую разработку системы.
Дополнительные преимущества SDK включают настраиваемую и расширяемую платформу, обеспечивающую большую гибкость для разработки квантовых приложений. Разработчики могут сравнивать файлы компилятора, что является стандартной функцией классической компьютерной разработки, чтобы оценить, насколько хорошо оптимизирован алгоритм. Кроме того, пользователи могут получить доступ к исходному коду и получить более низкие уровни абстракции, чтобы получить представление о механизмах хранения данных данной системы.
Intel Quantum SDK также обеспечивает несколько ключевых функций:
- Код в знакомых шаблонах: стандартный LLVM расширен квантовыми расширениями, а среда выполнения квантовых вычислений модифицирована для квантовых вычислений. IQS обеспечивает моделирование вектора состояния универсального квантового компьютера.
- Эффективное выполнение гибридных классических и квантовых рабочих процессов. Расширения компилятора позволяют разработчикам включать результаты квантовых алгоритмов в свои проекты на C++. Эта функция включает критические петли обратной связи, необходимые для гибридных квантово-классических алгоритмов, таких как квантовый алгоритм приближенной оптимизации (QAOA) и квантовый вариационный алгоритм собственных вычислений (VQE).
- Высокопроизводительное моделирование: пользователи Intel DevCloud могут создавать исполняемые файлы, способные моделировать приложения и алгоритмы с использованием до 32 кубитов на одном вычислительном узле и более 40 на нескольких узлах.
Intel стремится развивать область квантовых вычислений и признает важность поддержки сообщества разработчиков. В рамках этих усилий и в поддержку этой цели Intel предоставила гранты пяти университетам, в том числе Университету Пенсильвании, Высшей технической школе Деггендорфа, Университету Кейо, Университету штата Огайо и Университету штата Пенсильвания, для разработки учебных программ квантовых курсов, которые могут совместно с дополнительными академическими учреждениями.
В настоящее время Технологический институт Деггендорфа в Мюнхене, Германия, использует SDK для исследования гидродинамических проблем, важных для аэродинамики и гидродинамики. В январе 2023 года Intel провела конкурс Intel Quantum Computing Challenge в Технологическом институте Деггендорфа, на котором рассматривались различные варианты использования квантовых вычислений с использованием бета-версии Intel Quantum SDK. Пользователь бета-версии Leidos входит в число тех, кто изучает интересные приложения, такие как квантовое машинное обучение, моделирование материалов и проблемы астрофизики, связанные с квантовой телепортацией, черными дырами и червоточинами.
Intel Quantum SDK 1.0, теперь доступный в OneAPI Intel Dev Cloud, знаменует собой важную веху в области квантовых вычислений, поскольку Intel готовится выпустить будущие версии с дополнительными функциями в ближайшие годы. Полная интеграция SDK с квантовым оборудованием Intel еще больше расширит возможности для прорывов в этой быстро развивающейся области. Чтобы узнать больше о подходе Intel к квантовым вычислениям, прочитайте справочную информацию Intel о квантовых вычислениях.
Для тех, кто заинтересован в изучении таких инструментов, как Intel Quantum SDK с потенциалом решений no-code или low-code, AppMaster предлагает мощную платформу no-code , которая позволяет пользователям легко создавать веб-приложения, мобильные и серверные приложения. AppMaster — это универсальный и настраиваемый вариант для разработчиков, стремящихся разрабатывать приложения быстро и с минимальными затратами.
