Intel推出了英特尔量子软件开发套件 (SDK) 1.0 版，这是一个满足量子计算开发人员需求的综合工具集。继 2022 年 9 月发布的测试版之后，该工具包带来了全量子计算机模拟和与Intel量子硬件无缝集成的承诺，包括 Horse Ridge II 控制芯片和预计将于今年发布的量子自旋量子比特芯片。
该 SDK 使开发人员能够使用基于 C++ 的用户友好界面对量子算法进行编程，利用行业标准的低级虚拟机 (LLVM) 编译器工具链实现与 C/C++ 和 Python 应用程序的最佳兼容性。因此，英特尔 Quantum SDK 已成为用于在新兴的量子计算领域进行编程的多功能且可定制的解决方案。
英特尔实验室量子应用与架构总监 Anne Matsuura 表示，英特尔量子 SDK 的主要目标是让程序员为未来的大规模商用量子计算机做好准备。除了帮助开发人员学习如何通过模拟创建量子算法和应用程序之外，SDK 还将通过培育一个开发人员社区来加快行业进步，以便在Intel量子硬件可用时准备好部署应用程序。
英特尔 Quantum SDK 1.0 版提供了基于 C++ 的直观编程界面，为经典计算开发人员和量子开发人员提供了一种熟悉的协作语言。该套件还包括一个为执行混合量子经典算法而优化的量子运行时环境，允许开发人员在两个不同的后端之间进行选择，以模拟可以代表更多通用量子位或Intel硬件的量子位。
第一个后端是高性能、开源的英特尔量子模拟器 (IQS)，它在单个节点上支持多达 32 个量子位，在多个节点上支持超过 40 个量子位。第二个后端专门设计用于模拟Intel量子点量子比特硬件，并促进Intel硅自旋量子比特的紧凑模型模拟。这种方法建立在Intel在硅晶体管制造方面的专业知识之上，旨在帮助创建大型量子计算机。
借助SDK，用户可以开发小型工作负载来识别量子计算机系统架构所需的能力，以实现高效、准确的量子比特算法执行。 Intel还在内部使用 SDK 进行量子硬件和软件的协同设计，从而加速整个系统的开发。
SDK 的其他优势包括可定制和可扩展的平台，该平台为开发量子应用程序提供了更大的灵活性。开发人员可以比较编译器文件（经典计算机开发中的标准功能）来评估算法的优化程度。此外，用户可以访问源代码并获得较低级别的抽象，从而深入了解给定系统的数据存储机制。
Intel Quantum SDK 还确保了几个关键特性：
- 熟悉模式的代码：标准 LLVM 使用量子扩展进行扩展，并且为量子计算修改了量子运行时环境。 IQS 提供通用量子计算机的状态向量模拟。
- 混合经典量子工作流的高效执行：编译器扩展允许开发人员将量子算法的结果合并到他们的 C++ 项目中。此功能支持混合量子经典算法（如量子近似优化算法 (QAOA) 和量子变分特征求解器 (VQE)）所需的关键反馈回路。
- 高性能模拟：英特尔 DevCloud 用户可以创建能够模拟应用程序和算法的可执行文件，在单个计算节点上具有多达 32 个量子位，在多个节点上具有超过 40 个量子位。
Intel致力于推动量子计算领域的发展，并认识到培养开发人员社区的重要性。作为这些努力的一部分，为了支持这一目标， Intel已向包括宾夕法尼亚大学、Technische Hochschule Deggendorf、庆应义塾大学、俄亥俄州立大学和宾夕法尼亚州立大学在内的五所大学提供资助，以开发能够与其他学术机构共享。
目前，位于德国慕尼黑的德根多夫理工学院正在使用 SDK 研究对空气动力学和流体动力学具有重要意义的流体动力学问题。 2023 年 1 月， Intel在德根多夫理工学院举办了英特尔量子计算挑战赛，提交的参赛作品探索了利用英特尔量子 SDK 测试版的各种量子用例。 Beta 用户 Leidos 也在探索令人兴奋的应用，例如量子机器学习、材料模拟以及涉及量子隐形传态、黑洞和虫洞的天体物理学问题。
英特尔量子 SDK 1.0 现在可在 OneAPI 英特尔开发云上使用，它标志着量子计算领域的一个重要里程碑，因为Intel准备在未来几年发布具有更多功能的未来版本。 SDK 与Intel量子硬件的无缝集成将进一步扩大这一快速发展领域的突破潜力。要了解有关Intel量子计算方法的更多信息，请阅读英特尔的量子计算背景资料。
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