Microsoft открывает доступ к квантовым инструментам для широкой аудитории

Компания Microsoft сделала большой набор инструментов для разработки квантовых приложений открытым исходным кодом, внедрив в мир квантовых вычислений привычные среды программирования, такие как Visual Studio Code и GitHub Copilot.

Обновление Quantum Development Kit призвано помочь программистам работать с квантовыми системами, не начиная с нуля с незнакомыми инструментами. Заметим, пишет xrust, реальное квантовое оборудование пока еще ограничено.

Об этих изменениях впервые сообщило издание TechRadar, которое охарактеризовало шаг Microsoft как попытку приблизить разработку квантовых приложений к повседневной работе над программным обеспечением, а не к специализированной дисциплине, предназначенной для исследователей и физиков.

Квантовые вычисления все еще находятся на стадии, когда аппаратное обеспечение — физические устройства, выполняющие квантовые операции, — хрупкое и трудно масштабируемое. Но программное обеспечение развивается быстрее.

Вместо того чтобы заставлять разработчиков изучать совершенно новые среды, стремление Microsoft к открытому исходному коду позволяет им использовать уже знакомые инструменты. Комплект разработки квантовых приложений (Quantum Development Kit) теперь тесно интегрирован с Visual Studio Code, редактором, который многие инженеры уже используют для веб-разработки, облачных вычислений и работы с данными. Он также подключается к GitHub Copilot, инструменту искусственного интеллекта, который предлагает и пишет код для разработчиков.

Как Microsoft делает разработку квантовых приложений привычной для разработчиков

Одной из главных преград на пути развития квантовых вычислений является непривычная модель программирования. Большинство инструментов для квантовых вычислений требуют изучения новых языков и рабочих процессов, которые кажутся совершенно непохожими на то, что разработчики используют ежедневно.

Обновленный комплект разработки квантовых приложений (Quantum Development Kit) от Microsoft решает эту проблему. Интегрируясь с Visual Studio Code и Copilot, разработчики могут исследовать квантовые идеи в редакторе, который им уже знаком.

Обновление включает в себя новые библиотеки и инструменты, ориентированные на такие области, как квантовая химия и коррекция ошибок, которые считаются важными для практического применения квантовых вычислений. Эти дополнения призваны помочь исследователям и разработчикам писать и тестировать код, не создавая предварительно сложные рабочие процессы.

Что означает открытый исходный код для разработчиков квантовых приложений

Открытый исходный код – это больше, чем просто доступ к коду. Он позволяет разработчикам изучать, как работают инструменты, адаптировать их к своим потребностям и вносить улучшения в сообщество. Для квантовых вычислений, которые пока ближе к исследованиям, чем к производству, такая открытость может упростить и сделать более прозрачными эксперименты.

На данном этапе инструменты предназначены не столько для запуска больших программ на современном квантовом оборудовании — поскольку такое оборудование еще не получило широкого распространения — сколько для моделирования. Симуляторы позволяют разработчикам запускать квантовые программы так, как если бы они работали на реальных квантовых системах, даже если все выполняется на классических машинах, таких как ноутбуки или серверы.

Разработчики могут использовать расширения Visual Studio Code для написания, тестирования и отладки квантового кода локально. GitHub Copilot может помочь с синтаксисом, предложить шаблоны или помочь разработчикам разобраться в незнакомых структурах кода. Такое сочетание знакомых инструментов и пошаговой помощи может уменьшить препятствия, которые мешали многим разработчикам вообще попробовать себя в квантовых вычислениях.

В набор инструментов также входят функции визуализации и локального тестирования. Разработчики могут пошагово просматривать квантовые схемы, видеть результаты в графическом виде и корректировать код в режиме реального времени. Эти функции помогают связать абстрактные квантовые концепты с практическими задачами программирования.

Добавляются химия и коррекция ошибок

В обновлении особое внимание уделяется двум областям: квантовой химии и коррекции ошибок. Инструменты квантовой химии призваны помочь ученым моделировать молекулярные системы с помощью квантовых схем. На классических компьютерах вычисления этих задач могут быть дорогостоящими. Квантовые подходы могут предложить новые способы их исследования, хотя до практического применения еще далеко.

Коррекция ошибок решает еще одну ключевую задачу. Квантовые биты, или кубиты, очень чувствительны и могут терять свое состояние при взаимодействии с окружающей средой. Разработка и тестирование методов коррекции ошибок является одним из основных направлений квантовых исследований.

Обе области остаются экспериментальными, особенно на реальном оборудовании. Но наличие специализированных библиотек наряду с поддержкой симуляторов и редакторов предоставляет разработчикам более полный набор инструментов для исследования и обучения.

Почему стратегия Microsoft в области квантовых технологий важна сегодня

Квантовые вычисления привлекают внимание уже много лет, но для большинства разработчиков они казались чем-то далёким и непрактичным. Сделав свой комплект разработки открытым и интегрировав его с широко используемыми инструментами, такими как Visual Studio Code и Copilot, Microsoft пытается снизить барьер для более широкой аудитории.

Это не означает, что квантовые вычисления готовы к массовому использованию в производственных целях. До появления отказоустойчивых квантовых машин ещё годы. Но инструменты формируют привычки. Чем проще разработчикам экспериментировать сегодня, тем лучше они будут подготовлены к улучшению аппаратного обеспечения.

Этот шаг также отражает более широкие изменения в данной области. Больше внимания уделяется программному обеспечению, фреймворкам и рабочим процессам, которые дополняют классические инструменты разработки, а не существуют отдельно от них. Для разработчиков, которые уже работают с Python, VS Code и инструментами программирования с поддержкой ИИ, квантовые вычисления теперь могут восприниматься не как отдельная дисциплина, а как нечто, что они могут начать изучать.

Для многих это может стать первым случаем, когда разработка квантовых технологий покажется вполне достижимой — даже если практические результаты останутся долгосрочной целью.