Con la diffusione della computazione quantistica, sono nate nuove figure tecniche interessate a sfruttare le nuove performance per risolvere più facilmente i loro problemi di calcolo e far progredire il proprio settore di ricerca; per questo al Quantum Summit 2023, IBM ha presentato una nuova suite di strumenti ad alte prestazioni per l'era del quantum computing.
"Un nuovo pubblico significa che dobbiamo garantire che il nostro hardware, il nostro software e i nostri servizi soddisfino le esigenze di questi scienziati computazionali quantistici" ha spiegato Ismael Faro, VP Quantum Services di IBM. "Soprattutto, dobbiamo dotarli degli strumenti necessari per far funzionare i circuiti da oltre 100 qubit richiesti per far progredire la scienza nell'era delle potenzialità quantistiche".
Tra i nuovi strumenti ci sono Qiskit Patterns, un framework per gestire ed eseguire problemi quantistici, e Qiskit 1.0, la nuova versione del kit di sviluppo per computer quantistici.
In arrivo anche un'assistente di sviluppo quantistico basato su IA e la release beta di Quantum Serverless su Quantum Platform per facilitare l'esecuzione remota di Qiksit Patterns.
Qiskit Patterns
Per facilitare lo sviluppo di workflow quantistici, IBM ha presentato Qiskit Patterns, un set intuitivo e ripetibile di step che consente agli sviluppatori di installare ed eseguire gli algoritmi quantistici da remoto su Quantum Serverless.
Qiskit Patterns è un framework pensato per eseguire i problemi dei computer quantistici seguendo un nuovo approccio, rielaborando gli algoritmi classici per renderli eseguibili sul nuovo hardware.
Qiskit Patterns si articola in quattro fasi: la prima consiste nel codificare gli input classici del problema nei circuiti e negli operatori quantistici; la seconda richiede l'ottimizzazione del problema per l'esecuzione quantistica, ovvero la trasformazione dei circuiti in modo che rispettino i vincoli e le istruzioni hardware; la terza fase consiste nell'esecuzione vera e proprio dell'algoritmo usando le primitive Qiskit Runtime. Durante questo step si valutano le performance e si mitigano gli eventuali errori; infine, si processano i risultati per creare output nel formato atteso, per esempio in valori o grafici.
Qiskit 1.0
IBM ha inoltre annunciato Qiskit 1.0, la nuova versione dell'SDK open-source per lavorare con i computer quantistici al livello di circuiti quantistici estesi, primitive e operatori.
Qiskit consente agli sviluppatori di scrivere codice in modo semplice, usando dei blocchi predefiniti che possono essere riutilizzati e composti semplificando il processo di sviluppo. Il kit fornisce una serie di tool per sviluppare e manipolare programmi quantistici ed eseguirli su prototipi di dispositivi quantistici su IBM Quantum Platform.
Con Qiskit 1.0 gli sviluppatori possono ora definire circuiti dinamici con cicli, branch ed espressioni in modo più stabile e affidabile, e con performance migliorate.
IBM ha dichiarato un 55% in meno nell'uso di memoria rispetto alla versione precedente (0.39), insieme a un incremento di 16 volte nella velocità di binding e transpiling rispetto alla versione 0.33.
Una nuova modalità di esecuzione su Qiskit Runtime
Al fine di ottimizzare le esecuzioni di Qiskit Runtime e rendere più efficiente lo scaling delle elaborazioni, IBM ha annunciato Batch, una nuova modalità di esecuzione dei job che si aggiunge alle già esistenti Single-Job e Sessions.
Batch è un context manager che consente agli utenti di eseguire in modo efficiente una collezione di job indipendenti tra loro. Questa modalità di esecuzione effettuare il threading della compilazione di ogni job primitivo nel batch in modo da precompilare i job e raggrupparne l'esecuzione, offrendo un incremento di velocità fino a 5 volte.
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L'intelligenza artificiale semplifica il quantum computing
La compagnia ha infine annunciato Qiskit Code Assistant, un assistente di intelligenza artificiale che supporta gli sviluppatori nell'uso del kit di IBM e dei servizi di Quantum Platform.
IBM ha esteso il modello Granite da 20 miliardi di parametri usando il codice e gli esempi di Qiskit per specializzarlo nella computazione quantistica. L'assistente, utilizzabile tramite Quantum Platform, è in grado di generare codice a partire da un input in linguaggio naturale usando le primitive e le funzioni del kit.
Al fine di estendere e facilitare l'uso del servizio, IBM ha in programma di rilasciare un'estensione di Visual Studio Code che integra l'assistente nell'IDE.
"Vediamo l'uso dei tool di IA come un percorso cruciale per sfruttare il pieno potenziale della computazione quantistica e permettere ai nostri utenti di andare oltre i confini attuali" ha concluso Faro.