IBM развивает открытую экосистему ПО для квантовых вычислений

В сентябре 2020 г. IBM опубликовала дорожную карту развития технологий квантовых вычислений, поставив перед собой цель создать систему на 1000 кубитов и более, которая способна продемонстрировать квантовое преимущество к 2023 г.

Теперь же корпорация представила дополнение к технологической дорожной карте, которая обозначит открытое ПО (и классическое аппаратное обеспечение), которое планируется выпустить в рамках движения к производительным квантовым компьютерам, способным решать практические задачи. Таким образом, квантовые вычисления станут доступны всем разработчикам, а не только ученым-физикам.

IBM Research видит будущее квантовых вычислений, в котором разработчикам не надо учить новые языки программирования или запускать код отдельно на специализированном оборудовании. Напротив, квантовые компьютеры станут частью стандартных вычислительных ресурсов – как графические ускорители или внешние устройства.

Дорожная карта развития открытой экосистемы ПО для квантовых вычислений IBM включает следующие шаги:

• Стократное ускорение компанией IBM среды выполнения для всех квантовых компьютеров уже в 2021 г. позволит всего за несколько часов выполнять расчеты, которые пока занимают несколько дней;
• В этом году IBM планирует выпустить Qiskit runtime – среду выполнения, которая позволит запускать больше процессов и с большей производительностью. Квантовая среда выполнения – это новый взгляд на комбинацию классических и квантовых вычислений. Программы запускаются на обычном компьютере, связанном с расположенным рядом квантовым компьютером, тем самым значительно снижается задержка, вызванная передачей данных с пользовательского компьютера на квантовый процессор и обратно;
• В 2022 г. IBM сделает доступными для разработчиков динамические квантовые схемы (квантовая схема – последовательность инструкций для выполнения), которые позволят решать на квантовых компьютерах прежде невыполнимые задачи. К 2022 г. обновленное ПО, в частности недавно представленный язык ассемблера OpenQASM3, в сочетании с развитием технологий квантовых вычислений позволит программистам запускать динамические схемы, содержащие как классические, так и квантовые инструкции, которые выполняются в пределах времени когерентности кубитов;
• В 2023-2024 гг. IBM представит библиотеки готовых квантовых схем для разработчиков. С выпуском библиотек квантовых схем и развитием систем управления для работы с большими пакетами кубитов, доступных через IBM Cloud в привычных средах и фреймворках, разработчики смогут в полной мере воспользоваться всеми преимуществами квантовых устройств с тысячей кубитов и более без необходимости изучения принципов их работы.

Эти нововведения способны совершить революцию в таких областях, как разработка лекарств и новых материалов, что как никогда актуально.