Intel crede nel computer quantistico, il nuovo SDK è una manna per gli sviluppatori

Intel è tra le realtà più attive nel settore del quantum computing, un ambito in cui c'è ancora molta ricerca da fare ma che alcune grandi società stanno perseguendo attivamente con l'obiettivo di sfruttare le leggi della meccanica quantistica al fine di risolvere problemi troppo complessi per i computer tradizionali.

Ed è al fine di comporre i pezzi di un complicato puzzle che è necessario lavorare tanto sulla parte hardware, ossia creare i chip quantistici e farli funzionare correttamente (per ora a temperature criogeniche), che quella software per sviluppare applicazioni che possano sfruttare i qubit e le loro caratteristiche.

A tal proposito, la casa di Santa Clara ha annunciato la pubblicazione della versione 1.0 dell'Intel Quantum Software Development Kit (SDK). Dopo la versione beta del settembre 2022, la build 1.0 consente agli sviluppatori di programmare algoritmi quantistici in simulazione e presenta un'interfaccia di programmazione di uso intuitivo, scritta in C++ utilizzando un compilatore LLVM (low-level virtual machine) standard. In questo modo l'SDK di Intel offre un interfacciamento diretto con le applicazioni C/C++ e Python, rendendolo più versatile e personalizzabile. Il kit include anche un ambiente runtime quantistico ottimizzato per l'esecuzione di algoritmi ibridi quantistico-classici.

Fondamentalmente si tratta di una simulazione di un computer quantistico completo, in grado di interfacciarsi anche con l'hardware quantistico di Intel, incluso il chip di controllo Horse Ridge II e il chip qubit spin quantistico quando sarà disponibile quest'anno.

"L'SDK quantistico di Intel aiuta i programmatori a prepararsi per i futuri computer quantistici su scala commerciale. Non solo aiuterà gli sviluppatori a imparare come creare algoritmi quantistici e applicazioni in simulazione, ma farà anche avanzare il settore creando una comunità di sviluppatori in grado di accelerare lo sviluppo di applicazioni, in vista della disponibilità sui mercati dell'hardware quantistico di Intel, ha dichiarato Anne Matsuura, Director of Quantum Applications & Architecture, Intel Labs

Gli sviluppatori possono scegliere tra due backend di destinazione per la simulazione dei qubit optando per rappresentare un numero maggiore di qubit generici oppure l’hardware di Intel.

Il primo backend è un simulatore di qubit generico open source ad alte prestazioni, Intel Quantum Simulator (IQS). IQS ha un backend capace di 32 qubit su un singolo nodo e più di 40 qubit su molteplici nodi. Il secondo è un backend di destinazione che simula l'hardware Intel quantum dot qubit e consente la simulazione di modelli compatti di spin qubit Intel in silicio.

Con l'SDK, gli utenti possono sviluppare piccoli carichi di lavoro per determinare quali funzionalità richiede l'architettura di sistema del computer quantistico per eseguire algoritmi in modo efficiente e preciso sui qubit. Inoltre, Intel usa l'SDK internamente per co-progettare hardware e software quantistico in tandem, accelerando lo sviluppo dei sistemi.

L'SDK è una piattaforma personalizzabile ed estensibile che offre la possibilità di confrontare i file del compilatore, una funzionalità standard nello sviluppo informatico classico, per discernere il livello di ottimizzazione di un algoritmo nel compilatore. Inoltre, consente agli utenti di vedere il codice sorgente e ottenere livelli di astrazione inferiori, raccogliendo informazioni su come un sistema archivia i dati.

Oltre al lavoro interno, Intel sta lavorando per creare una comunità di sviluppatori: per questo ha sovvenzionato cinque università - la University of Pennsylvania, la Technische Hochschule Deggendorf, la Keio University, la Ohio State University e la Pennsylvania State University - per sviluppare curriculum di corsi quantistici da condividere con altre università e diffonderne l'uso in tutto il mondo accademico.

La Technische Hochschule Deggendorf di Monaco di Baviera utilizza l'SDK per analizzare un problema di fluidodinamica particolarmente importate per l'aerodinamica e l'idrodinamica. Nel gennaio 2023, Intel ha ospitato una Intel Quantum Computing Challenge presso il Deggendorf Institute of Technology.

I partecipanti hanno esplorato casi di utilizzo quantistici utilizzando la versione beta di Intel Quantum SDK, incluso il denoising delle immagini e la generazione di immagini realistiche, oltre alla risoluzione di problemi di ricerca non strutturati. Leidos, un altro beta tester, sta esplorando applicazioni quali il machine learning quantistico, la simulazione di materiali e problemi di astrofisica come il teletrasporto quantistico, i buchi neri e i wormhole.

Intel Quantum SDK 1.0 è disponibile da subito su Intel Developer's Cloud. La società prevede di rilasciare nuove versioni dell'SDK con ulteriori funzionalità nel corso dell'anno.