バルセロナを拠点とする量子開発企業Qilimanjaro Quantum Techは、デジタルゲートベースプログラミングとアナログハミルトニアン時間発展との間の構造的な隔たりを橋渡しするために設計されたオープンソースのPythonフレームワーク、QiliSDK 0.2.0をリリースした。ほとんどの量子ソフトウェア開発キットは、開発者を単一の物理コンピューティングパラダイムに制限している—標準的な量子回路ロジックをコンパイルするか、連続的なアナログエネルギースケジュールを管理するかのいずれかである。QiliSDK 0.2.0は、単一の統合されたバックエンド非依存APIを確立している。この抽象化層により、研究者は単一の高レベルコードベースを記述し、設定コードの1行を変更するだけで、ローカルCPU、高速化GPU、または実際のデジタルおよびアナログ量子処理ユニット(QPU)間で実行を切り替えることができる。
このフレームワークは、Primitives、Functionals、Backendsという3つの明確な操作層に編成されている。Primitivesレイヤーは、デジタル回路用の事前構築された変分アンザッツブロックと、アナログシステム用の連続時間発展スケジュールモジュールを含む基礎的なツールキットを提供する。これらのモジュールは、QTensorという名前のネイティブC++モジュールとして最適化されたコア量子テンソル型に供給され、高速状態準備、観測量、および部分トレースを処理する。Functionalsレイヤーは、標準化されたbackend.execute(functional)メソッドを使用して、変分ループやアナログアニーリング実行などの多様なルーチンを正規化する。この統合インターフェースは、Backendsレイヤーと直接接続し、QuTiPのような古典エミュレータ、NVIDIAグラフィックスプロセッサ、またはQilimanjaroのクラウド接続およびオンプレミス物理量子コンピュータ全体で計算タスクをマッピングする。
物理QPUにコードを送信する前に大規模な量子エミュレーションをサポートするため、QilimanjaroはCudaBackendクラスを介してNVIDIA CUDA-Qをフレームワークに直接統合した。このアップグレードにより、ユーザーはグラフィックスカードの並列処理能力を活用して、拡大する量子状態を追跡できる。量子状態は量子ビット数に対して指数関数的に増加し、25量子ビットを超えると標準的なCPUメモリ制限を急速に超過する。CUDA-Qラッパーは、マルチGPUプール実行を自動的に構成し、高度なマルチノードテンソルネットワーク縮約を処理する。アナログ演算については、バックエンドが時間依存スケジュールを最適化されたオペレータに変換し、研究者が低レベルのCUDAコードを記述する必要をなくしながら、単一ノード古典スーパーコンピュータ上で実用的な状態ベクトルシミュレーションの限界を30量子ビット以上に押し広げる。
バージョン0.2.0は、一度定義すればCPUエミュレータとGPUバックエンドの両方に均一に適用できる包括的なノイズモデリングエンジンを導入している。このシステムは、KrausおよびLindblad数学的表現の両方を使用して、状態ノイズ、制御摂動、および読み出し非対称性に対応し、デジタルまたはアナログハードウェア構成との互換性を保証する。さらに、このソフトウェアは、量子リザーバーや特殊入力層を含む専用プリミティブを導入し、近い将来のアナログハードウェア向けの量子リザーバーコンピューティングを合理化する。ソフトウェアアップデートは、OpenQASM3およびMicrosoftの量子中間表現(QIR)用のネイティブインポートおよびエクスポートコネクタと、Rosenbergペナルティ関数を使用した最適化項の自動正規化によって完成される。
QiliSDKへのCUDA-Qの統合は、ヨーロッパ全体でのハイブリッドスーパーコンピューティングインフラストラクチャのより広範な拡大と一致しており、複数の施設がハイブリッド量子古典ワークロードをホストするためにNVIDIA高速化プラットフォームを展開している。QilimanjaroはEuroHPC共同事業の下でバルセロナスーパーコンピューティングセンター(BSC)に3台のオンプレミス量子コンピュータを設置し、研究者は更新されたSDKを使用して汎用ハードウェア上で高忠実度アナログシミュレーションを実行している。オープンソース開発ブリッジとして機能することで、このソフトウェアは高性能コンピューティングセンターが古典GPUクラスタと物理アナログチップを結合することを可能にし、ヨーロッパの主権的な産業インテリジェンスとクリーンエネルギー研究フレームワークを前進させている。
フレームワークの全機能とリリース履歴は、公式のQiliSDK 0.2.0発表および詳細なソフトウェアリリースノートで確認でき、技術統合ワークフローとパフォーマンスベンチマークは、Qilimanjaro CUDA-Qブログ投稿およびメディアリリースポータルでホストされており、より広範な大陸インフラストラクチャの文脈はNVIDIAスーパーコンピューティングブリーフィングで入手可能である。
2026年6月23日
