Con la versione 1.1 dell'Intel Quantum Software Development Kit (SDK) disponibile nella Intel Developer Cloud o in qBraid, gli sviluppatori hanno oggi un maggior numero di opzioni tra cui Intel Quantum Compiler, Quantum Runtime e la simulazione dell'hardware quantistico.
Intel Quantum SDK 1.1 estende le capacità di questo ambiente avanzato di programmazione con nuove funzionalità, tra cui un compilatore front-end open source, nuovi back-end che simulano qubit e modelli di rumore di qubit personalizzabili, nonché strumenti di programmazione più potenti per la codifica con modelli che seguono pattern familiari.
Nella sua funzione di computer quantistico in simulazione, Intel Quantum SDK servirà, in prospettiva, da interfaccia con gli hardware quantistici di Intel, tra cui il chip di controllo Horse Ridge II e il chip di ricerca per quantum dot spin Tunnel Falls.
Il kit consente agli sviluppatori di programmare algoritmi quantistici in simulazione e presenta un'intuitiva interfaccia di programmazione scritta in C++ utilizzando una toolchain standard per un compilatore LLVM. Questo significa che l'SDK di Intel è un'interfaccia perfetta con applicazioni C/C++ e Python, a vantaggio di versatilità e personalizzazione.
"Le funzionalità aggiuntive della versione 1.1 rappresentano una continuazione delle azioni di Intel per rendere il calcolo quantistico più intuitivo e accessibile a un maggior numero di sviluppatori", ha commentato Anne Matsuura, director of Quantum Applications and Architecture di Intel Labs. "Dal rilascio della versione beta dell'SDK Intel Quantum e della versione 1.0 nel 2022, stiamo raccogliendo risultati positivi da molti utenti. Intel ha inoltre assunto un ruolo di leadership negli sforzi volti a espandere l'ecosistema quantistico, inclusa l'istituzione di programmi di formazione quantistica finanziati e di concorsi Intel Quantum SDK".
Nuove funzionalità di Intel Quantum SDK 1.1
Queste le funzionalità aggiunte a Intel Quantum SDK 1.1 per assistere gli sviluppatori:
- Compilatore front-end open source: consente agli sviluppatori di creare passaggi del compilatore per l'ottimizzazione degli algoritmi. In questo modo possono accedere all'interfaccia standard di rappresentazione intermedia LLVM tra il front-end e il back-end con un compilatore front-end a scelta.
- Due back-end di simulazione di qubit: aumenta la scelta dei back-end di simulazione. Il primo back-end è un tensor network in grado di ottimizzare le risorse di calcolo per diversi tipi di algoritmo, mentre il secondo è un back-end di simulazione di circuiti di Clifford per carichi di lavoro associati agli algoritmi di correzione degli errori quantistici. Entrambi possono simulare in modo efficiente centinaia di qubit per determinati carichi di lavoro associati ad algoritmi quantistici.
- Nuovi modelli di rumore dei qubit personalizzabili: in risposta alle richieste della community, Intel Quantum SDK consente di personalizzare i modelli di rumore dei qubit durante le simulazioni. Infatti, a questo punto dell'era NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum), alcuni algoritmi necessitano di modifiche e miglioramenti per funzionare su hardware quantistico. Con la nuova funzionalità di modellazione del rumore, gli sviluppatori possono testare e sondare la robustezza di un algoritmo rispetto a diversi tipi di rumore dei qubit.
- Un maggior numero di tool di programmazione per esprimere algoritmi quantistici: la nuova Functional Language Extension for Quantum (FLEQ) fornisce semplici costruzioni per scrivere algoritmi che si estendono naturalmente a problemi di grandi dimensioni. Con questo nuovo set completo di funzionalità linguistiche nel compilatore, è possibile utilizzare espressioni ricorsive per creare algoritmi quantistici o modificare algoritmi quantistici esistenti, ad esempio per applicare un controllo multi-qubit a una serie di istruzioni quantistiche, e persino creare linguaggi specifici del dominio che consentano ad altri sviluppatori di esprimere più facilmente e intuitivamente gli stati quantistici.
Oltre alle nuove funzionalità della versione 1.1, Intel Quantum SDK offre già utili funzionalità tra cui due potenziamenti di back end esistenti: Intel Quantum Simulator, disponibile in open source, e Quantum Dot Simulator.
Nel 2022 Intel ha fornito fondi a cinque Università per sviluppare corsi di calcolo quantistico da condividere con altri Atenei per accrescerne l'utilizzo in ambiente accademico. In questo modo, il Deggendorf Institute of Technology in Germania, la Ohio State University e la University of Pennsylvania negli Stati Uniti, e la Keio University in Giappone hanno aperto centri di calcolo quantistico per incoraggiare gli studenti a esplorare applicazioni di programmazione quantistica. Inoltre, la Pennsylvania State University ha sviluppato corso con Intel Quantum SDK.
Oltre ad aiutare a preparare la futura forza lavoro in tema di calcolo quantistico, Intel sostiene un concorso annuale per consentire agli utenti di esplorare nuove applicazioni. Ospitata dal Deggendorf Institute of Technology, la Intel Quantum SDK Challenge è aperta a scienziati, ricercatori e professionisti di ogni provenienza. In questa seconda edizione annuale della Challenge, ai partecipanti è stato affidato il compito di identificare e risolvere un problema reale utilizzando Intel Quantum SDK 1.0 come strumento centrale. È possibile scoprire di più sui vincitori sul sito di Intel.
Entrare nella Intel Quantum SDK Community
La nuova versione di Intel Quantum SDK, può essere testata visitando Intel Developer Zone o qBraid per ottenere accesso, documentazione, ricerche e risorse di formazione. È inoltre possibile porre domande sull'utilizzo della SDK visitando il Community Developer Forum.