IBM étend Qiskit, le logiciel quantique le plus performant au monde

YORKTOWN HEIGHTS, NY – 15 mai^ème2024 – IBM (NYSE : IBM) a annoncé aujourd’hui l’évolution et l’expansion de Qiskit, son logiciel quantique adopté à l’échelle mondiale. Lancé en 2017, Qiskit, en tant que kit de développement logiciel (SDK), est un outil open source qui a permis à plus de 550 000 utilisateurs de créer et d’exécuter des circuits quantiques sur les systèmes matériels quantiques d’IBM, ce qui a permis l’exécution de plus de 3 000 milliards de circuits quantiques à ce jour. .

La dernière version de Qiskit a été étendue à une pile logicielle complète pour offrir encore plus de performances. Il a évolué depuis ses débuts en tant que kit de développement de logiciels quantiques populaire utilisé pour explorer et exécuter des expériences d’informatique quantique et en un SDK stable et un portefeuille de services, conçus pour permettre aux utilisateurs d’extraire des performances améliorées tout en exécutant des circuits quantiques complexes sur plus de 100 qubits IBM quantum. des ordinateurs.

Cette extension équipera les membres d’IBM Quantum Network des capacités Qiskit les plus performantes disponibles pour découvrir la prochaine génération d’algorithmes quantiques dans leurs domaines respectifs : ce qui jouera un rôle important dans leur découverte de l’avantage quantique.

Pour obtenir un avantage quantique, les utilisateurs ont besoin d’un ensemble d’outils capables de cartographier leurs problèmes de manière à exploiter à la fois le calcul classique et quantique avancé ; optimise le problème pour une exécution efficace avec le quantique ; puis exécute efficacement les circuits quantiques sur du matériel quantique réel. IBM a passé les sept dernières années à développer ces outils, qui sont désormais regroupés pour former la pile logicielle Qiskit.

Cette extension de Qiskit comprend plus de 100 versions depuis ses origines en tant qu’outil de recherche pionnier conçu pour étudier le fonctionnement interne des ordinateurs quantiques. Aujourd’hui, Qiskit est devenu une pile logicielle sur laquelle les entreprises, les organisations gouvernementales, les instituts de recherche et les universités mènent des expériences quantiques à grande échelle.

La pile logicielle étendue de Qiskit comprend :

• La version stable de Kit de développement logiciel Qiskit v1.x pour construire, optimiser et visualiser des circuits quantiques.
• Optimisation basée sur l’IA des circuits quantiques pour le matériel quantique, intégrée dans le Service de transpileur Qiskit.
• Modes d’exécution simplifiés pour le Service d’exécution Qiskit qui peut être adapté pour une exécution performante de circuits quantiques sur du matériel quantique.
• Le Qiskit Code Assistant, alimenté par des modèles d’IA génératifs basés sur Watsonx, pour automatiser le développement de code quantique
• Le Qiskit sans serveur outil open source pour exécuter des charges de travail de calcul intensif centrées sur le quantique sur du matériel quantique et des clusters classiques.

Le déploiement de nouvelles fonctionnalités et améliorations dans Qiskit SDK permet aux utilisateurs d’optimiser les circuits pour le matériel quantique à une vitesse 39 fois plus rapide que Qiskit 0.33.¹. Qiskit est également conçu pour réduire les frais généraux et l’empreinte des circuits, démontrant une réduction moyenne de 3 fois de l’utilisation de la mémoire par rapport à Qiskit 0.43.²

Et en utilisant le service Qiskit Transpiler, les utilisateurs peuvent réduire la profondeur du circuit en combinant l’IA et les passes heuristiques, par rapport à l’utilisation du SDK Qiskit sans optimisation de l’IA.

« L’adoption mondiale de l’informatique quantique – et la découverte de l’avantage quantique – nécessitera une combinaison de matériel quantique de pointe et d’une pile logicielle robuste et performante pour exécuter les charges de travail », a déclaré Jay Gambetta, IBM Fellow et vice-président d’IBM Quantum. « Ces deux piliers sont fondamentaux pour la découverte d’algorithmes qui a commencé sur du matériel quantique à l’échelle industrielle. Alors qu’un écosystème quantique en pleine croissance mappe ses problèmes les plus difficiles aux circuits quantiques, la pile Qiskit sera la pierre angulaire de l’exploration des espaces informatiques dans lesquels l’informatique quantique excelle.

IBM a démontré pour la première fois les capacités à grande échelle de son matériel quantique en 2023. Cela a marqué le début d’une ère dans laquelle le matériel quantique peut exécuter des circuits quantiques plus rapidement et avec plus de précision qu’un ordinateur classique simulant un ordinateur quantique. Désormais conçue pour maximiser les performances du matériel quantique avancé, la pile logicielle Qiskit vise à aider un écosystème mondial d’utilisateurs à découvrir de nouveaux algorithmes quantiques qui explorent les domaines dans lesquels les ordinateurs quantiques pourraient être le meilleur moyen de résoudre des défis par rapport à n’importe quelle méthode classique.

« Qiskit fournit une importante collection d’outils pour E.ON alors que nous explorons comment l’informatique quantique pourrait nous aider à naviguer dans les complexités financières et opérationnelles du secteur de l’énergie », a déclaré Giorgio Cortiana, responsable des données et de l’IA – Intelligence énergétique, E.ON. « En tant que base performante pour créer et découvrir des algorithmes quantiques pouvant être appliqués à des cas d’utilisation professionnels, Qiskit permet à notre équipe de faire progresser des prototypes à l’échelle industrielle, dans le but de trouver de nouvelles solutions aux défis du secteur énergétique européen.

« Nous avons commencé à utiliser Qiskit pour nos efforts d’informatique quantique il y a plusieurs années dans le cadre d’un effort visant à développer une main-d’œuvre prête pour l’informatique quantique. » a déclaré Stephan Eidenbenz, scientifique principal au Laboratoire national de Los Alamos. « Les chercheurs du laboratoire utilisent Qiskit quotidiennement pour interagir avec les backends matériels quantiques d’IBM et pour tester de nouvelles idées algorithmiques. La nature ouverte de Qiskit offre également à notre équipe la possibilité d’ajouter des passes d’optimisation du compilateur et permet un accès au niveau impulsion.

« À Brookhaven, nous avons utilisé Qiskit pour exécuter des circuits sur le matériel quantique d’IBM, ce qui a donné lieu à près de 20 articles publiés à ce jour, explorant notamment les frontières de la physique, des systèmes dynamiques, des systèmes de matière condensée, et bien plus encore. Qiskit a également permis à nos équipes de développer des extensions qui font progresser notre exploration des circuits qubit-bosoniques bosoniques et hybrides, et comment elles pourraient faire progresser le développement d’algorithmes quantiques fondamentaux et la correction d’erreurs », a déclaré James Misewich, directeur associé du laboratoire pour les sciences de l’énergie et des photons, Laboratoire national de Brookhaven. « À mesure que nous faisons progresser les applications scientifiques de l’informatique quantique, nous avons incorporé les ressources et didacticiels Qiskit d’IBM dans nos programmes éducatifs par l’intermédiaire du Co-design Center for Quantum Advantage de Brookhaven, où nous collaborons avec des établissements universitaires comme l’Université de Stony Brook pour préparer la main-d’œuvre quantique de l’informatique quantique. avenir. »

« Pour notre programme utilisateur d’informatique quantique ici au Oak Ridge National Laboratory, les progrès des logiciels d’informatique quantique peuvent aider à soutenir l’innovation et la croissance rapide de notre communauté d’utilisateurs et de leurs technologies en développement », a déclaré Travis Humble, directeur du Quantum Science Center du ministère de l’Énergie. au Laboratoire national d’Oak Ridge. « Les améliorations des performances logicielles auront un impact significatif sur la manière dont les utilisateurs testent et évaluent le potentiel des systèmes informatiques quantiques actuels. »

« L’équipe de Q-CTRL est enthousiaste à l’idée de construire avec Qiskit », a déclaré Michael J. Biercuk, PDG et fondateur de Q-CTRL. « Ses nouvelles interfaces flexibles et sa stabilité améliorée nous permettent de créer efficacement des abstractions simples au-dessus de notre puissant logiciel de gestion des performances à l’échelle de l’utilitaire, afin que les utilisateurs finaux puissent explorer leurs problèmes les plus difficiles avec une seule commande.

Conçu pour l’ère de l’utilité quantique et au-delà

Grâce à sa prise en charge du matériel quantique en évolution rapide, y compris sa flexibilité indépendante du fournisseur, la pile logicielle Qiskit est conçue pour exécuter les circuits quantiques révolutionnaires afin de faire progresser l’ère de l’utilité quantique. Ceci est réalisé en remplaçant le code critique en termes de performances par le langage de programmation Rust, ainsi qu’un portefeuille complet d’outils permettant l’exécution efficace de circuits quantiques.

Alors qu’IBM continue de franchir des étapes importantes dans sa feuille de route de développement et d’innovation IBM Quantum vers des systèmes à correction d’erreurs, la société espère que Qiskit continuera à fournir un cadre pour le développement ouvert, itératif et collaboratif de nouveaux algorithmes et applications quantiques, réalisé en collaboration avec un écosystème mondial croissant de clients dans tous les secteurs et domaines d’expertise.

De plus, ces capacités avancées viseront à aider les utilisateurs à combiner les ressources informatiques classiques et quantiques dans un nouveau paradigme de calcul haute performance défini par le supercalcul centré quantique qui intègre les QPU, les GPU et les CPU. Orchestrée via la couche logicielle performante de Qiskit, cette prochaine évolution du calcul haute performance vise à ouvrir de nouveaux espaces vastes et puissants aux industries du monde entier.

1. Avis de non-responsabilité : les déclarations d’IBM concernant les performances de Qiskit comparent l’itération actuelle du logiciel à ses performances de la version précédente applicable lorsque des fonctionnalités comparables étaient disponibles pour les utilisateurs. Le temps de vitesse total du Qiskit 0,33 était de 430,89 secondes lors de l’IBM Quantum Summit 2021. Le temps de vitesse total du Qiskit 1.0 était de 10,9 secondes lors de sa sortie en février 2024.
2. Avis de non-responsabilité : les déclarations d’IBM concernant les performances de Qiskit comparent l’itération actuelle du logiciel à ses performances de la version précédente applicable lorsque des fonctionnalités comparables étaient disponibles pour les utilisateurs. L’utilisation de la mémoire Qiskit 0,43 était de 1 750 Mo en mai 2023. L’utilisation de la mémoire Qiskit 1.0 était de 580 Mo lors de sa sortie en février 2024.

Les déclarations d’IBM concernant ses plans, instructions et intentions sont susceptibles d’être modifiées ou retirées sans préavis, à la seule discrétion d’IBM. Le développement, la publication et le calendrier de toute fonctionnalité future décrite pour nos produits restent à notre seule discrétion.

À propos d’IBM

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