IBM hat heute den Qiskit Functions Catalog vorgestellt, eine Reihe neuer Dienste, die die Programmierung von Quantencomputern vereinfachen sollen, indem sie viele der Komplexitäten der Arbeit mit diesen Maschinen abstrahieren.
„Ich glaube, dass dies der nächste große Wandel ist, sobald wir den Quantencomputer in die Cloud stellen“, sagte mir Jay Gambetta, Vizepräsident bei IBM und verantwortlich für die Quantenprogramme. „Ich freue mich darauf zu sehen, was er kann, und das geht natürlich nur mit leistungsstarker Hardware, aber auch mit leistungsstarker Software. Ich bin genauso gespannt wie damals, als ich den Quantencomputer in die Cloud gestellt habe, und bin gespannt, wie die Community darauf reagieren wird.“
Quantencomputer werden immer größer und besser (und fehlerkorrigierter). Und obwohl es noch mindestens ein paar Jahre dauern wird, bis wir Maschinen haben, die Algorithmen ausführen können, deren Berechnung auf einem klassischen Computer unmöglich lange dauern würde, sind wir an einem Punkt angelangt, an dem die aktuelle Maschinengeneration zumindest für eine begrenzte Anzahl von Experimenten verwendet werden kann. Es ist jedoch eine Sache, brauchbare Hardware zu haben. Eine andere ist es, Anwendungen für diese Hardware zu schreiben.
Das 2017 eingeführte Qiskit von IBM ist eines von wenigen Frameworks für die Quantenprogrammierung, zu denen auch Q# von Microsoft und Cirq von Google gehören, aber es ist wahrscheinlich das mit dem größten Bekanntheitsgrad. Die Idee hinter dem Functions Catalog ist es, Fachexperten – die möglicherweise keine Experten im Umgang mit Quantencomputern und ihren wankelmütigen Methoden sind – den Einstieg in die Quantencomputertechnik zu ermöglichen. Ein Unternehmen wie Qedmabeispielsweise integriert seine neuartige Methode zur Fehlerminderung in eine Funktion.
Und das ist der Gesamtansatz von IBM hier: Zusammenarbeit mit der gesamten Quantencomputerbranche, um diese Funktionsbibliothek zu erstellen, die Entwickler dann wie bei der Programmierung eines klassischen Computers in ihren Qiskit-basierten Anwendungen nutzen können. Weitere Partner sind Q-CRTL, Algorithmiq und Qunasys. Wie Qedma bietet Algorithmiq einen Service an, der sich auf die Fehlerminderung in verrauschten Systemen konzentriert, während Qunasys einen Service anbietet, der darauf abzielt, lösen das Problem der Abschätzung der Grundzustandsenergie, das einige grundlegende Anwendungen für chemiebezogene Probleme hat.
„Was den Fortschritt von Software und Computern in der klassischen Welt der Abstraktion vorangetrieben hat, wird in der Quantenwelt Realität“, sagte Gambetta. Schließlich konzentrieren sich heute nicht viele Entwickler auf das Schreiben von Assembler. Doch im Quantencomputing ist es noch nicht lange her, dass Entwickler herausfinden mussten, wie sie ihre Algorithmen auf Quantenschaltkreise für eine bestimmte Zielhardware abbilden konnten. Das Qiksit-Framework hat bereits einen Großteil davon abstrahiert, und nun soll der Functions Catalog es Nicht-Quantencomputing-Experten erleichtern, viele der Innovationen des gesamten Ökosystems zu übernehmen und auf ihre Probleme anzuwenden.
„Ich denke, das wird genauso groß sein wie die Zeit, in der wir den Computer in die Cloud stellen, denn es wird jeden von der Notwendigkeit, zu lernen, was ein Quantengatter und Quantenschaltkreise sind, zu der Frage führen: ‚Kann ich tatsächlich anfangen zu sehen, wie Quantencomputing in meinen Arbeitsablauf integriert wird? Und ich muss mir keine Gedanken über diese Details machen. Und das ist erst der Anfang“, sagte Gambetta. Er betonte auch, dass es die kontinuierliche Innovation bei Software und Hardware in Kombination mit den Innovationen des größeren Partner-Ökosystems ist, die den Benutzern eine vereinfachte Entwicklererfahrung bietet und letztendlich das Potenzial des Quantencomputings freisetzt.
Gambetta betonte jedoch, dass wir noch nicht an dem Punkt angelangt seien, an dem das Unternehmen Unternehmensentwickler anspricht. „Es hat sich vom Physiker zum Computerwissenschaftler und schließlich zum Chemiker entwickelt.“ […] Es öffnet die Tür, um Informatikern den Zugang zu ermöglichen und die technische Bandbreite dessen zu erweitern, was mit dem Quantencomputer möglich ist“, sagte er.
Im Rahmen der heutigen Ankündigung wird IBM außerdem Starten Bankdrücken, ein neue Maßstäbe setzen für Quanten-Software-Entwicklungskits. Mit über 1.000 Tests (davon waren nur eine Handvoll von IBM selbst geschrieben worden) ließ IBM Qiskit gegen BQSKit, Braket, Cirq, Stak und TKET antreten. Qiskit, das IBM in Rust neu geschrieben hat, um es leistungsfähiger zu machen, übertrifft die anderen SDKs in der Regel bei weitem. Es war beispielsweise 13-mal schneller beim Transpilieren und Produzieren von Schaltkreisen und erstellte dabei auch effizientere Schaltkreise.