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Quantum computing, IBM annuncia l’evoluzione e l’espansione di Qiskit

IBM ha annunciato l’evoluzione e l’espansione di Qiskit, il suo software per il quantum computing adottato a livello globale.

Lanciato nel 2017, Qiskit è un kit di sviluppo software (SDK) open-source che ha permesso a oltre 550.000 utenti di creare ed eseguire circuiti quantistici sui sistemi hardware quantistici di IBM, portando all’esecuzione di oltre 3 trilioni di circuiti quantistici fino ad oggi.

ibm quantumL’ultima versione di Qiskit è stata ampliata per diventare uno stack software completo, offrendo prestazioni ancora maggiori. Qiskit è passato dalle sue origini come kit di sviluppo software per esplorare e condurre esperimenti di calcolo quantistico a un SDK stabile e un portafoglio di servizi, progettati per permettere agli utenti di ottenere prestazioni migliorate durante l’esecuzione di circuiti quantistici complessi su computer quantistici IBM con oltre 100 qubit.

Questa espansione equipaggerà i membri dell’IBM Quantum Network con le capacità più performanti di Qiskit disponibili per scoprire la prossima generazione di algoritmi quantistici nei loro rispettivi settori, svolgendo un ruolo importante nella scoperta del vantaggio quantistico.

Per raggiungere il vantaggio quantistico, gli utenti hanno bisogno di un insieme di strumenti che possano mappare i loro problemi in modo da sfruttare sia il calcolo classico avanzato che quello quantistico; ottimizzare il problema per un’esecuzione efficiente con il quantistico; e poi eseguire efficacemente i circuiti quantistici su hardware quantistico reale. IBM ha trascorso gli ultimi sette anni a sviluppare questi strumenti, che ora si uniscono per formare lo stack software Qiskit.

Questa espansione di Qiskit include oltre 100 versioni, partendo dalle sue origini come strumento di ricerca pionieristico per studiare il funzionamento interno dei computer quantistici. Oggi, Qiskit è maturato come uno stack software su cui aziende, organizzazioni governative, istituzioni di ricerca e università conducono esperimenti quantistici su larga scala.

Lo stack software ampliato di IBM Qiskit

  • Il rilascio stabile del Qiskit SDK v1.x per costruire, ottimizzare e visualizzare circuiti quantistici.
  • Ottimizzazione dei circuiti quantistici alimentata dall’IA per l’hardware quantistico, integrata nel Qiskit Transpiler Service.
  • Modalità di esecuzione semplificate per il Qiskit Runtime Service, personalizzabili per un’esecuzione performante dei circuiti quantistici su hardware quantistico.
  • Il Qiskit Code Assistant, alimentato da modelli di IA generativa basati su watsonx, per automatizzare lo sviluppo del codice quantistico.
  • Lo strumento open-source Qiskit Serverless per eseguire carichi di lavoro di supercalcolo centrati sul quantistico su hardware quantistico e cluster classici.

Il rilascio di nuove capacità e miglioramenti all’interno del Qiskit SDK sta permettendo agli utenti di ottimizzare i circuiti per l’hardware quantistico con una velocità 39 volte superiore rispetto a Qiskit 0.331. Qiskit è inoltre progettato per ridurre l’overhead e ridurre l’ingombro dei circuiti, dimostrando una riduzione media del consumo di memoria di 3 volte rispetto a Qiskit 0.43.2.

Utilizzando il Qiskit Transpiler Service, gli utenti possono ridurre la profondità del circuito combinando passaggi IA ed euristici, rispetto all’uso del Qiskit SDK senza ottimizzazione IA.

“La diffusione globale del calcolo quantistico – e la scoperta del vantaggio quantistico – richiederà una combinazione di hardware quantistico all’avanguardia insieme a uno stack software robusto e performante per eseguire i carichi di lavoro”, ha dichiarato Jay Gambetta, IBM Fellow e Vicepresidente di IBM Quantum. “Questi due pilastri sono fondamentali per la scoperta degli algoritmi che è iniziata sull’hardware quantistico a scala di utilità. Man mano che un ecosistema quantistico in crescita mappa i loro problemi più difficili sui circuiti quantistici, lo stack Qiskit sarà il pilastro per esplorare gli spazi computazionali in cui il calcolo quantistico eccelle.”

IBM ha dimostrato per la prima volta le capacità a scala di utilità del suo hardware quantistico nel 2023. Questo ha segnato l’inizio di un’era in cui l’hardware quantistico può eseguire circuiti quantistici più velocemente e con maggiore precisione rispetto a un computer classico che simula un computer quantistico. Ora progettato per massimizzare le prestazioni dell’hardware quantistico avanzato, lo stack software Qiskit mira ad aiutare un ecosistema globale di utenti a scoprire nuovi algoritmi quantistici che esplorano dove i computer quantistici potrebbero essere il modo migliore per risolvere le sfide rispetto a qualsiasi metodo classico.

“Qiskit offre una collezione importante di strumenti per E.ON mentre esploriamo come il calcolo quantistico potrebbe aiutarci a navigare nelle complessità finanziarie e operative del settore energetico”, ha dichiarato Giorgio Cortiana, Responsabile dei Dati e dell’IA – Intelligenza Energetica, E.ON. “Come una base performante per costruire e scoprire algoritmi quantistici che possono essere applicati ai casi d’uso aziendali, Qiskit consente al nostro team di avanzare i prototipi a scala di utilità, con l’obiettivo di trovare nuove soluzioni alle sfide nel settore energetico europeo.”

IBM qiskit, costruito per l’era dell’utilità quantistica e oltre

Attraverso il suo supporto per l’hardware quantistico in rapida evoluzione, compresa la flessibilità indipendente dal fornitore, lo stack software Qiskit è progettato per eseguire i circuiti quantistici rivoluzionari per progredire nell’era dell’utilità quantistica. Questo è ottenuto sostituendo il codice critico per le prestazioni con il linguaggio di programmazione Rust, insieme a un portafoglio completo di strumenti per consentire l’esecuzione efficiente dei circuiti quantistici.

Mentre IBM continua a costruire pietre miliari lungo la sua Roadmap per lo Sviluppo e l’Innovazione del Quantum di IBM verso sistemi a correzione d’errore, l’azienda si aspetta che Qiskit continui a fornire un framework per lo sviluppo aperto, iterativo e collaborativo di nuovi algoritmi e applicazioni quantistiche, fatto in collaborazione con un ecosistema globale in crescita di clienti in diversi settori e aree di competenza.

Inoltre, queste capacità avanzate mirano ad aiutare gli utenti a intrecciare insieme risorse di calcolo classico e quantistico in un nuovo paradigma di calcolo ad alte prestazioni definito dal supercalcolo centrato sul quantistico che integra QPU, GPU e CPU. Orchestrato attraverso il livello software performante di Qiskit, questa prossima evoluzione del calcolo ad alte prestazioni mira ad aprire nuovi, ampi e potenti spazi per le industrie a livello globale.

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