Intel: Hybride programma’s en quantumsimulatie
Het Variational Quantum Algoritm is beschreven in de paper ‘Variational Quantum Algorithms’. Dit type algoritme gebruikt een klassieke computer om de metingen van de quantumcomputer te verwerken en nieuwe data aan te leveren. Door klassieke rekenkracht te gebruiken om de parameters van het quantumcircuit aan te passen, hoeft dit minder complex te zijn, wat resulteert in lagere kosten en een grotere nauwkeurigheid.
De Intel Quantum Simulator is een algemene quantumbitsimulator die enkel de deeltjes en de uitgevoerde operaties nabootst. In de releaseversie zijn een Qubit Control Simulator en Quantum Dot Simulator toegevoegd aan de stack. Die simuleren de hardware van Intel, met name de Horse Ridge II-chip.
Volgens de planning kunnen vanaf 2024 zelfs instructies worden uitgevoerd op een fysieke Quantum Dot Qubit Chip of Spin Qubit Chip. Daarbij worden de daadwerkelijke Qubit Control Processor en Control Electronics gebruikt. Intern wordt ook al een Tensor-netwerk voor het simuleren van grote aantallen qubits met lage circuitdiepten gebruikt, dat eveneens verbonden is aan de sdk.
De simulatie vereist niet heel veel rekenkracht en kan worden uitgevoerd op een doorsnee laptop. Het aantal qubits dat kan worden nagebootst, is gelimiteerd door het geheugen. Voor elke extra qubit moet de geheugencapaciteit worden verdubbeld.
Tussen de C++-code en LLVM-compiler enerzijds, en de Intel Quantum Simulator anderzijds staat de Quantum Runtime, die de klassieke en quantum-instructies opsplitst en op de juiste processor uit laat voeren. De QRT Library biedt een api waarmee de quantumsystemen kunnen worden geïnitialiseerd en de parameters die bij het compileren nog onbekend waren, kunnen worden ingevuld.
Intels paper over de sdk is getiteld ‘An LLVM-based C++ Compiler Toolchain for Variational Hybrid Quantum-Classical Algorithms and Quantum Accelerators’. De LLVM intermediate representation wordt in de nabije toekomst opensource gemaakt, zodat ook andere compilers kunnen worden gebruikt. De compilerbestanden kunnen worden vergeleken, om inzichtelijk te maken hoe de code kan worden geoptimaliseerd.
