IBM a annoncé aujourd’hui l’évolution et l’extension 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 concevoir et d’exécuter des circuits quantiques sur les systèmes matériels quantiques d’IBM, ce qui a donné lieu à l’exécution de plus de 3 000 milliards de circuits quantiques à ce jour.
La dernière version de Qiskit a été étendue à une plateforme logicielle complète pour offrir encore plus de performances. Il a évolué depuis ses débuts en tant que kit de développement logiciel quantique populaire utilisé pour explorer et exécuter des expériences d’informatique quantique, jusqu’à un kit de développement logiciel stable et un portefeuille de services, conçus pour permettre aux utilisateurs d’extraire des performances améliorées tout en exécutant des circuits quantiques complexes sur des ordinateurs quantiques IBM de plus de 100 qubits.
Cette extension permettra aux membres de l’IBM Quantum Network de disposer des capacités de Qiskit les plus performantes 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 atteindre l’avantage quantique, les utilisateurs ont besoin d’un ensemble d’outils capables de répertorier leurs problèmes d’une manière qui exploite à la fois l’informatique classique avancée et l’informatique quantique, d’optimiser le problème pour une exécution efficace avec l’informatique quantique, puis d’exécuter efficacement les circuits quantiques sur du matériel quantique réel. IBM a passé les sept dernières années à développer ces outils, qui sont maintenant réunis pour former la plateforme logicielle Qiskit.
Cette extension de Qiskit comprend plus de 100 versions depuis son origine en tant qu’outil de recherche pionnier conçu pour étudier le fonctionnement interne des ordinateurs quantiques. Aujourd’hui, Qiskit est devenu une plateforme logicielle sur laquelle des entreprises, des organisations gouvernementales, des instituts de recherche et des universités mènent des expériences quantiques à grande échelle.
La plateforme logicielle étendue de Qiskit comprend :
La version stable de Qiskit SDK v1.x pour la conception, l’optimisation et la visualisation de circuits quantiques.
L’optimisation par l’IA des circuits quantiques pour le matériel quantique, intégrée dans le service Qiskit Transpiler.
Des modes d’exécution simplifiés pour le service Qiskit Runtime qui peuvent être adaptés pour une exécution performante de circuits quantiques sur du matériel quantique.
L’assistant de code Qiskit, alimenté par des modèles d’IA générative basés sur watsonx, pour automatiser le développement de code quantique.
L’outil open source Qiskit Serverless pour exécuter des applications sur des supercalculateurs quantiques, pour hybrider matériel quantique et clusters classiques.
Le déploiement de nouvelles fonctionnalités et d’améliorations au sein du kit de développement logiciel Qiskit permet aux utilisateurs d’optimiser les circuits pour le matériel quantique à un rythme 39 fois plus rapide que Qiskit 0.33. Qiskit est également conçu pour réduire les frais généraux et l’empreinte des circuits, démontrant une réduction moyenne de 3 fois l’utilisation de la mémoire par rapport à Qiskit 0.43.
En utilisant le service Qiskit Transpiler, les utilisateurs peuvent réduire la profondeur des circuits en combinant l’IA et les processus heuristiques, par rapport à l’utilisation du kit de développement logiciel Qiskit sans optimisation de l’IA.
« L’adoption mondiale de l’informatique quantique – et la découverte de l’avantage quantique – nécessitera la combinaison d’un matériel quantique de pointe et d’une plateforme logicielle robuste et performante pour exécuter les applications », a déclaré Jay Gambetta, IBM Fellow and Vice President, IBM Quantum. « Ces deux piliers sont fondamentaux pour la découverte d’algorithmes qui est en cours sur du matériel quantique à une échelle utile. Alors qu’un écosystème quantique en pleine croissance répertorie ses problèmes les plus difficiles sur des circuits quantiques, la plateforme Qiskit sera la pierre angulaire de l’exploration des espaces de calcul dans lesquels l’informatique quantique excelle. »
IBM a démontré pour la première fois les capacités à une échelle utile 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 d’un matériel quantique avancé, la plateforme 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 les problèmes par rapport aux méthodes classiques.
« Qiskit fournit une collection importante d’outils pour E.ON alors que nous explorons la façon dont l’informatique quantique pourrait nous aider à naviguer dans les complexités financières et opérationnelles de l’industrie de l’énergie », a déclaré Giorgio Cortiana, Head of Data and AI – Energy Intelligence, E.ON. « En tant que socle performant pour concevoir et découvrir des algorithmes quantiques qui peuvent être appliqués à des cas d’usage de l’entreprise, Qiskit permet à nos équipes de développer des prototypes à une échelle utile, dans le but de trouver de nouvelles solutions aux défis du secteur européen de l’énergie. »
« Nous avons commencé à utiliser Qiskit pour nos efforts en matière d’informatique quantique il y a plusieurs années, dans le cadre d’une démarche visant à développer une main-d’œuvre formée pour l’informatique quantique », a déclaré Stephan Eidenbenz, senior scientist au Los Alamos National Laboratory. « Les chercheeurs 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 étapes d’optimisation du compilateur et permet un accès au niveau des impulsions du matériel ».
« 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, les systèmes dynamiques, les systèmes de matière condensée, etc. Qiskit a également permis à nos équipes de développer des extensions qui font progresser notre exploration des circuits bosoniques et hybrides qubit-bosoniques, et la manière dont ils pourraient faire progresser le développement d’algorithmes quantiques fondamentaux et la correction d’erreurs », a déclaré James Misewich, Associate Laboratory Director for Energy and Photon Sciences, Brookhaven National Laboratory. « Au fur et à mesure que nous faisons progresser les applications scientifiques de l’informatique quantique, nous avons intégré les ressources et les tutoriels 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 Stony Brook pour préparer la main-d’œuvre quantique de demain. »
« Pour notre programme d’utilisateurs de l’informatique quantique au laboratoire national d’Oak Ridge, les avancées dans le domaine des logiciels d’informatique quantique peuvent contribuer à soutenir l’innovation et la croissance rapide de notre communauté d’utilisateurs et de leurs technologies en développement », a déclaré Travis Humble, director of the Department of Energy’s Quantum Science Center au Oak Ridge National Laboratory. « L’amélioration des performances logicielles aura un impact significatif sur la manière dont les utilisateurs testent et évaluent le potentiel des systèmes d’informatique quantique actuels ».
« L’équipe de Q-CTRL est enthousiaste à l’idée de créer avec Qiskit », a déclaré Michael J. Biercuk, CEO and Founder of Q-CTRL. « Ses nouvelles interfaces flexibles et sa stabilité améliorée nous permettent de concevoir efficacement des abstractions simples au-dessus de notre puissant logiciel de gestion des performances à une échelle utile, afin que les utilisateurs finaux puissent explorer leurs problèmes les plus difficiles à l’aide d’une seule commande. »
Conçu pour l’ère de l’utilité quantique et au-delà
En soutenant les progrès rapides du matériel quantique, y compris la flexibilité agnostique des fournisseurs, la plateforme logicielle Qiskit est conçue pour exécuter les circuits quantiques révolutionnaires qui permettront de faire progresser l’ère de l’utilité quantique. Pour ce faire, le code critique en termes de performances est remplacé par le langage de programmation Rust, accompagné d’un portefeuille complet d’outils permettant l’exécution efficace des circuits quantiques.
Alors qu’IBM continue à franchir les étapes de sa feuille de route pour le développement et l’innovation quantiques vers des systèmes à correction d’erreurs, la compagnie s’attend à ce que Qiskit continue à fournir un cadre pour le développement ouvert, itératif et collaboratif de nouveaux algorithmes et applications quantiques, en collaboration avec un écosystème mondial croissant de clients dans tous les secteurs et domaines d’expertise.
En outre, ces capacités avancées viseront à aider les utilisateurs à combiner des ressources informatiques classiques et quantiques dans un nouveau paradigme de calcul à haute performance défini par un superordinateur quantique qui intègre les QPU, les GPU et les CPU. Orchestrée par la plateforme logicielle performante de Qiskit, cette nouvelle évolution du calcul à haute performance vise à ouvrir de nouveaux espaces, vastes et puissants, pour les industries du monde entier.
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