Intel lanza Quantum Software Development Kit versión 1.0 para expandir el ecosistema de desarrolladores


Después del lanzamiento de la versión beta en septiembre de 2022, Intel lanzó hoy la versión 1.0 del Kit de desarrollo de software (SDK) Intel Quantum. El SDK es una computadora cuántica completa en simulación que también interactuará con el hardware cuántico de Intel, incluido el chip controlador Horse Ridge II de Intel y el chip Quantum Spin Qubit de Intel, cuando esté disponible este año. El kit permite a los desarrolladores programar algoritmos cuánticos en simulación y presenta una interfaz de programación intuitiva escrita en C++ utilizando una cadena de herramientas de compilación de bajo nivel estándar de la industria para máquinas virtuales (LLVM). Como resultado, el SDK de Intel interactúa perfectamente con las aplicaciones C/C++ y Python, lo que lo hace más versátil y personalizable.

Intel Corporation inventó un flujo de fabricación de spin qubit para su tecnología de proceso de 300 mm utilizando obleas isotópicamente puras como esta. (Fuente: Walden Kirsch/Intel Corporation)

“Intel Quantum SDK ayuda a los programadores a prepararse para la futura computación cuántica comercial a gran escala. No solo ayudará a los desarrolladores a aprender cómo crear aplicaciones y algoritmos cuánticos en simulaciones, sino que también hará avanzar la industria al crear una comunidad de desarrolladores que acelerará el desarrollo de aplicaciones para que estén listas cuando el hardware cuántico de Intel esté disponible”. Anne Matsuura, directora de aplicaciones y arquitectura cuánticas, Intel Labs

Acerca de Intel Quantum SDK 1.0:

La versión 1.0 del SDK incluye una interfaz de programación intuitiva basada en C++ que proporciona un lenguaje de programación familiar para los desarrolladores de computadoras clásicas y permite la colaboración entre ellos y los desarrolladores cuánticos. El kit también cuenta con un entorno de tiempo de ejecución cuántico optimizado para ejecutar algoritmos híbridos cuánticos-clásicos. Los desarrolladores pueden elegir entre dos backends de destino para simular qubits para representar recuentos de qubits genéricos más altos o hardware Intel.

El primer backend es un simulador de qubit genérico de alto rendimiento y código abierto, Intel® Quantum Simulator (IQS). IQS tiene un backend que puede manejar 32 qubits en un solo nodo y más de 40 qubits en varios nodos. El segundo es un back-end de destino que simula el hardware Intel Quantum Dot Qubit y permite la simulación de modelos compactos de los Qubits giratorios de silicio de Intel. Los qubits de Intel utilizan la experiencia de la empresa en la fabricación de transistores de silicio para construir una gran computadora cuántica.

Con el SDK, los usuarios pueden desarrollar pequeñas cargas de trabajo para determinar qué funcionalidades se necesitan de la arquitectura del sistema informático cuántico para ejecutar algoritmos de manera eficiente y precisa en qubits. Además, Intel aprovecha el SDK internamente para desarrollar conjuntamente hardware y software cuántico para acelerar el desarrollo del sistema.

El SDK es una plataforma adaptable y extensible que ofrece más flexibilidad al desarrollar aplicaciones cuánticas. También ofrece a los usuarios la capacidad de comparar archivos del compilador, una función estándar en el desarrollo informático clásico, para determinar qué tan bien se optimiza un algoritmo en el compilador. Permite a los usuarios ver el código fuente y obtener niveles más bajos de abstracción, brindándoles una idea de cómo un sistema almacena datos.

Las características adicionales incluyen:

  • Código en patrones familiares: Intel agregó extensiones cuánticas al estándar de la industria LLVM y desarrolló un entorno de tiempo de ejecución cuántico modificado para computación cuántica, y el IQS proporciona una simulación de vector de estado de una computadora cuántica de propósito general.
  • Ejecución eficiente de flujos de trabajo híbridos Classic Quantum: Las extensiones del compilador permiten a los desarrolladores integrar los resultados de los algoritmos cuánticos en su proyecto C++ y abren la puerta a los bucles de retroalimentación inherentes a los algoritmos híbridos cuánticos-clásicos, como el algoritmo de optimización de aproximación cuántica (QAOA) y el solucionador Quantum Variational Eigen (VQE). .
  • Simulación de alto rendimiento: Los usuarios de Intel DevCloud pueden crear ejecutables que pueden simular aplicaciones y algoritmos con hasta 32 qubits en un solo nodo de cómputo y más de 40 en múltiples nodos.

Cómo Intel está construyendo un ecosistema cuántico: Intel está comprometida con el avance del campo de la computación cuántica y está trabajando para crear una comunidad de desarrolladores. Como punto de partida para este esfuerzo, Intel ha otorgado subvenciones a cinco universidades para desarrollar planes de estudio de cursos cuánticos que puedan compartir con más universidades y ampliar su uso en todo el mundo académico: la Universidad de Pensilvania, el Instituto de Tecnología Deggendorf, la Universidad de Keio, la Universidad Estatal de Ohio y la Universidad Estatal de Pensilvania.

La Universidad Técnica de Deggendorf en Munich, Alemania, utiliza el SDK para estudiar un problema de flujo importante para la aerodinámica y la hidrodinámica. En enero de 2023, Intel organizó un Intel Quantum Computing Challenge en la Universidad Técnica de Deggendorf. Las presentaciones exploraron casos de uso cuántico utilizando Intel Quantum SDK beta, incluida la eliminación de ruido de imágenes y la generación de imágenes realistas, y resolvieron problemas de búsqueda no estructurados. Leidos, otro usuario beta, está explorando aplicaciones como el aprendizaje automático cuántico, la simulación de materiales y problemas astrofísicos como la teletransportación cuántica, los agujeros negros y los agujeros de gusano.

Lo que dicen los probadores beta:

Universidad de Pennsylvania: "El SDK de Intel Quantum es fácil de ejecutar y, dado que todo está en la nube, solo necesito un cliente de shell seguro y el simulador genera informes muy detallados para que pueda analizar y depurar los núcleos que escribo", dijo Gushu Li, profesor asistente, Departamento de Informática y Ciencias de la Información.

Universidad Técnica de Deggendorf: "Intel Quantum SDK cambia las reglas del juego en el campo del desarrollo cuántico, ya que permite al desarrollador trabajar en un nivel más cercano al hardware para una mejor utilización de los recursos", dijo Yaknan John Gambo, estudiante graduado.

Universidad Estatal de Pensilvania: "Quantum SDK de Intel me dio una oportunidad única de aplicar mi conocimiento de C al dominio cuántico", dijo Jeremie Pope, estudiante del Departamento de Ingeniería Informática. "Me ayudó a adoptar la programación cuántica como si fuera un lenguaje clásico".

Centro de Innovación de Leido: "Leidos ha disfrutado de la versatilidad de su simulación independiente del hardware para el desarrollo de software y el análisis comparativo", dijo Elizabeth Iwasawa, Ph.D., directora de tecnología cuántica y científica investigadora. "Incluso con la versión beta, hemos investigado una amplia gama de temas de investigación, desde el modelado de materiales y el aprendizaje de la mecánica cuántica hasta la exploración teórica de los estados duales de termocampo".

Que sigue:

Intel Quantum SDK 1.0 ahora está disponible en OneAPI Intel Dev Cloud. En el futuro, Intel planea lanzar nuevas versiones del SDK con características adicionales e integrará sin problemas el SDK con el hardware cuántico de Intel. Para obtener más información sobre el enfoque único de Intel para la computación cuántica, lea los antecedentes de la computación cuántica de Intel.


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