Tras lanzar su versión beta en septiembre de 2022, Intel ha publicado la versión 1.0 del Kit de Desarrollo de Software (SDK) Intel® Quantum . El SDK es un ordenador cuántico completo en simulación que también puede interactuar con el hardware cuántico de Intel, incluido el chip de control 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 cuenta con una interfaz de programación intuitiva escrita en C++ utilizando una cadena de herramientas de compilador de máquina virtual de bajo nivel (LLVM) estándar del sector. Como resultado, el SDK de Intel ofrece una interfaz perfecta con aplicaciones C/C++ y Python, lo que lo hace más versátil y personalizable.
Sobre el SDK Intel Quantum 1.0: La versión 1.0 del SDK incluye una interfaz de programación intuitiva basada en C++, que proporciona una interfaz que resulta familiar para los desarrolladores de computación clásica y permite la colaboración entre físicos y desarrolladores de computación clásica. El kit también incluye un entorno de ejecución cuántico optimizado para ejecutar algoritmos híbridos cuántico-clásicos. Los desarrolladores pueden elegir entre dos backends de destino para simular qubits: simular un mayor número de qubits genéricos o simular hardware de Intel.
El primer backend es un simulador genérico de qubits de código abierto y alto rendimiento, el Intel Quantum Simulator (IQS). IQS cuenta con un backend capaz de albergar 32 qubits en un solo nodo y más de 40 qubits en varios nodos. El segundo es un backend de destino que simula el hardware de qubits de puntos cuánticos de Intel y permite la simulación de modelos compactos de qubits de espín de silicio de Intel. Los qubits de Intel aprovechan la experiencia de la empresa en la fabricación de transistores de silicio para construir un ordenador cuántico a gran escala.
Con el SDK, los usuarios pueden desarrollar pequeñas cargas de trabajo para determinar qué funcionalidades necesita la arquitectura del sistema del ordenador cuántico para ejecutar algoritmos con eficiencia y precisión en los qubits. Además, Intel está utilizando el SDK internamente para co-diseñar hardware y software cuánticos en tándem, acelerando el desarrollo del sistema.
Entre las características adicionales se incluyen:
Código con patrones familiares: Intel ha ampliado el LLVM estándar del sector con extensiones cuánticas y ha desarrollado un entorno de ejecución cuántico modificado para la computación cuántica, y el IQS proporciona una simulación de vectores de estado de un ordenador cuántico universal.
Ejecución eficiente de flujos de trabajo híbridos clásico-cuánticos: Las extensiones del compilador permiten a los desarrolladores integrar resultados de algoritmos cuánticos en sus proyectos C++, abriendo la puerta a los bucles de realimentación necesarios para algoritmos híbridos cuántico-clásicos como el algoritmo cuántico de optimización aproximada (QAOA) y el solucionador cuántico variacional de valores propios (VQE).
Simulación de alto rendimiento: Los usuarios de Intel® DevCloud pueden crear ejecutables capaces de simular aplicaciones y algoritmos con hasta 32 qubits en un único nodo de cálculo y más de 40 en varios nodos.
Cómo Intel está creando un ecosistema cuántico: Intel se ha comprometido a hacer avanzar el campo de la computación cuántica y está trabajando para crear una comunidad de desarrolladores. Como punto de partida de este esfuerzo, Intel ha concedido subvenciones a cinco universidades para desarrollar planes de estudios de cursos cuánticos para compartir con otras universidades y expandir su uso en el mundo académico: la Universidad de Pensilvania, la Technische Hochschule Deggendorf, la Universidad de Keio, la Universidad Estatal de Ohio y la Universidad Estatal de Pensilvania.
El Instituto de Tecnología Deggendorf de Munich, Alemania, está utilizando el SDK para explorar un problema de dinámica de fluidos importante para la aerodinámica y la hidrodinámica. En enero de 2023, Intel organizó el Desafío Intel de Computación Cuántica en el Instituto Tecnológico Deggendorf. Las propuestas exploraban casos de uso cuántico utilizando la versión beta del SDK Intel Quantum, incluida la eliminación de ruido de imágenes y la generación de imágenes realistas, así como la resolución de problemas de búsqueda no estructurados. Leidos, otro usuario de la versión beta, está explorando aplicaciones como el aprendizaje automático cuántico, la simulación de materiales y problemas de astrofísica como el teletransporte cuántico, los agujeros negros y los agujeros de gusano.
Opiniones probadores
Esto es lo que opinan algunos probadores beta:
«SDK Intel Quantum es fácil de iniciar y, como todo está en la nube, todo lo que necesito es un cliente shell seguro y el simulador generará informes muy detallados para que pueda analizar y depurar los kernels que escribo», asegura Gushu Li, assistant professor, Computer and Information Science Department at the University of Pennsylvania.
«El SDK Intel Quantum cambia las reglas del juego en el ámbito del desarrollo cuántico porque permite al desarrollador operar a un nivel más cercano al hardware para aprovechar mejor los recursos», afirma Yaknan Gambo, estudiante de posgrado del Instituto de Tecnología Deggendorf de Alemania. «El SDK Quantum de Intel me ofreció una manera única de aplicar mis conocimientos de C al dominio cuántico», aseguró Jeremie Pope, estudiante del Departamento de Ingeniería Informática de la Universidad Estatal de Pensilvania. «Me ha ayudado a adoptar la programación cuántica como si fuera un lenguaje clásico».»Leidos ha disfrutado de la versatilidad de su simulación agnóstica al hardware para el desarrollo de software y el análisis comparativo», aseveró Elizabeth Iwasawa, Ph.D., líder de tecnología cuántica y científica de investigación del Centro de Innovación de Leidos. «Incluso con la versión beta, exploramos una amplia variedad de temas de investigación, desde el modelado de materiales y el aprendizaje de máquinas cuánticas hasta la investigación teórica de los estados dobles termofield».
Qué es lo siguiente: El SDK Intel Quantum 1.0 ya está disponible en Intel Developer’s Cloud. En el futuro, Intel planea lanzar nuevas versiones del SDK con características adicionales e integrará el SDK sin problemas con el hardware cuántico de Intel. Para obtener más información sobre el enfoque único de Intel respecto a la computación cuántica, puedes consultar este documento sobre la trayectoria de la compañía en computación cuántica.
