Qiskit стал основной платформой разработки для квантовых программистов, с более чем 550 000 пользователями, создающими квантовые схемы для запуска на квантовых машинах от восьми поставщиков. IBM Research запустил Qiskit («Квантовый набор информационных наук») в 2017 году, чтобы предоставить разработчикам платформу для написания кода в странном новом мире квантовых компьютеров. Как набор с открытым исходным кодом (SDK), внешние участники непрерывно улучшают платформу. IBM утверждает, что последняя версия содержит более 8000 улучшений от более чем 500 участников. На основе Python, набор инструментов теперь достиг стадии зрелости и производительности, и IBM решила, что он готов к трансляции с релизом 1.0. Посмотрим.
С появлением Qiskit 1.0.0 IBM и весь квантовый экосистема исследователей теперь обладают высокопроизводительной средой разработки и выполнения, которая создаст “Квантовую Утилиту”, полезные схемы, предвестники Квантового Преимущества в виде коррекции ошибок, позволяющие квантовым системам с десятками тысяч кубитов.
Qiskit – это набор инструментов разработки программного обеспечения и среда выполнения, помогающие исследователям проектировать и запускать программы с квантовыми схемами на традиционном и квантовом оборудовании. Эти схемы представляют собой вычисления, происходящие на квантовом компьютере. В то время как Qiskit позволяет создавать программы, в Qiskit Runtime уделено внимание их эффективному выполнению на квантовом оборудовании. Он выполняет задачи, такие как оптимизация, уменьшение ошибок и взаимодействие с оборудованием для достижения наилучших результатов.
И среда разработки, и среда выполнения улучшились с этим новым релизом. Qiskit Runtime работает как облачная услуга, что позволяет получать к ней удаленный доступ и оплачивать только использованное. Кроме того, она использует технологию контейнеризации, создающую автономную среду для выполнения программ, обеспечивая последовательность и эффективность. Благодаря своему упору на оптимизацию и выполнение в облаке, Qiskit Runtime выполняет сложные квантовые рабочие нагрузки, требующие значительной вычислительной мощности.
Новая версия SDK позволяет разработчикам создавать динамические схемы с циклами, ветвлениями и классическими выражениями. Новый транслятор создает более короткие схемы с глубиной в 16 раз быстрее времени трансляции, требуя на 23% меньше ворот, проверенные на шести алгоритмах с 100 кубитами.
IBM также переводит ключевые области SDK в более эффективный скомпилированный язык, называемый Rust, с первоначально использовавшегося интерпретируемого Python-кода, чтобы расширить функционал SDK. В результате IBM видит в среднем увеличение производительности в 16 раз, и эта работа будет продолжаться с конвертацией более многих частей SDK в Rust до конца 2024 года.
Наконец, IBM добавила расширение Visual Studio для ускорения кодирования с помощью помощника кодирования AU, доступного уже в Альфа-версии.
Значительное улучшение производительности связано с уменьшением объема памяти схем. Копирование данных легко, но дорого, когда оно злоупотребляется. Qiskit 1.0 повторно использует память для квантовых инструкций, обеспечивая значительную экономию. Память имеет значение при увеличении размера схем и увеличении количества используемых кубитов для представления ворот в этих схемах. IBM добивается трехкратного снижения требуемой памяти для квантовых компьютеров.
IBM теперь предлагает метод обучения с подкреплением для создания высокооптимизированных схем. Сервисы трансляции искусственного интеллекта обеспечивают улучшение глубины схем и числа CNOT на 20-50% по сравнению с алгоритмами в Qiskit SDK. Ворота CNOT (Controlled NOT) используются для сплетения двух кубитов и являются ключевыми в квантовых вычислениях/алгоритмах. IBM запустила службу Alpha AI в декабре ’23 года для премиальных клиентов, которые уже запустили более 90 000 задач с момента ее выпуска.
IBM продолжает совершенствовать передовые технологии в области квантовых вычислений, как в оборудовании, например в новой системе Quantum System Two, так и в программном обеспечении, используемом для создания квантовых схем и управления взаимодействием между классическим и квантовым компьютером. Как недавно обсуждалось, IBM считает, что мы находимся в Квантовом Десятилетии и, вероятно, увидим квантовое преимущество в течение следующих пяти лет.
Стало бы разумно отметить, что IBM Quantum до сих пор не пропустила ни одной вехи.
