IBM kündigte am 14. Juli 2026 die Veröffentlichung von Qiskit SDK v2.5 an. Die Version bringt Verbesserungen für eine schnellere Übersetzung von Quantenschaltungen und einen flexibleren Aufbau von Kompilierungspipelines sowie eine Erweiterung der Fähigkeiten der C-API. Die Veröffentlichung ist Teil der Qiskit-v2.x-Reihe, die auf die Entwicklung einer schnelleren und besser skalierbaren Softwarebasis ausgerichtet ist, wobei die Kompatibilität bestehender Workflows so weit wie möglich erhalten bleibt.
Die Version ergänzt ein neues Framework für Compiler mit mehreren Repräsentationen sowie vorgefertigte Pipelines zur Kompilierung von Schaltungen in Repräsentationen für fehlertolerantes Quantencomputing. Außerdem profitiert der Transformationsprozess von Verbesserungen am LightSabre-Algorithmus, von Multithreading und von einer Optimierungsphase, die auf die Ausführungsgenauigkeit echter Hardware ausgerichtet ist.
Erweiterung der C-Schnittstelle zur Untersuchung dynamischer Schaltungen
Qiskit v2.5 ermöglicht die Untersuchung des klassischen Kontrollflusses in dynamischen Schaltungen direkt über die C-Schnittstelle, anstatt bei der Analyse dieser Anweisungen auf Python zurückgreifen zu müssen. Dazu gehören if/else-, while-, for-, switch-, box-, break- und continue-Operationen.
Entwickler können die Arten des Kontrollflusses abfragen, verschachtelte Schaltungsblöcke untersuchen, Bedingungen und Schleifenparameter analysieren und auf die Verknüpfungen zwischen verschachtelten Blöcken und der ursprünglichen Schaltung zugreifen. IBM hat außerdem eine ergänzende Schnittstelle zur Untersuchung klassischer Ausdrücke hinzugefügt, darunter Ausdrucksbäume, Variablen, Literale, logische und arithmetische Operationen, Vergleichsoperationen und Typinformationen.
Diese Erweiterungen ermöglichen es Compilerwerkzeugen und Low-Level-Software, dynamische Schaltungen und klassische Ausdrücke vollständig über die C-Schnittstelle zu analysieren. Das Erstellen von Kontrollflussoperationen oder klassischen Ausdrücken aus C wird jedoch weiterhin nicht unterstützt, da diese Version nur die Untersuchung ermöglicht.
Framework für Übersetzungspipelines mit mehreren Repräsentationen
Die Version führt die Komponente MultiStagePassManager zum Aufbau von Übersetzungspipelines ein, die über mehrere Zwischenrepräsentationen hinweg arbeiten. Anstatt den gesamten Workflow an eine einzige Repräsentation zu binden, kann jede Phase die für ihre Aufgabe am besten geeignete Repräsentation verwenden.
Diese Änderung richtet sich an fortgeschrittene Nutzer, etwa Forscher und Entwickler, die benutzerdefinierte Übersetzungspipelines erstellen oder an Workflows für fehlertolerantes Quantencomputing arbeiten. Das Framework kann schrittweise zusammen mit den bestehenden Pass Managern in Qiskit eingesetzt werden. Der Nutzer muss jedoch die Übergänge zwischen den Phasen festlegen, da diese nicht automatisch abgeleitet werden.
Vorgefertigte Pipelines für fehlertolerantes Quantencomputing
Qiskit v2.5 ergänzt zwei vorgefertigte Pass Manager für Kompilierungspipelines im Zusammenhang mit fehlertolerantem Quantencomputing:
- generate_preset_pbc_pass_manager() zur Kompilierung von Schaltungen in eine Repräsentation für Pauli-basierte Berechnungen, bei der Operationen mithilfe von Pauli-Messungen und Rotationen von Pauli-Produkten ausgedrückt werden.
- generate_preset_clifford_t_pass_manager() zur Kompilierung von Schaltungen in Clifford+T-Anweisungssätze, die in fehlertoleranten Kompilierungspipelines häufig verwendete Repräsentationen sind.
Diese Pipelines bleiben anpassbar: Entwickler können die Kompilierungsphasen untersuchen und verändern sowie weitere Optimierungstechniken hinzufügen. Die Clifford+T-Pipeline ermöglicht außerdem die Einstellung des Kompromisses zwischen Approximationsgenauigkeit und der Anzahl der T-Gatter.
Verbesserungen der Compilerleistung und Upgrade-Anforderungen
Der Übersetzungsprozess der neuen Version profitiert von algorithmischen Verbesserungen an LightSabre. Der Algorithmus verarbeitet eingehende Gatter nun in Form von Layern statt mit einem festen Fenster für die vorausschauende Bündelung. IBM zufolge verbessert dies die Skalierbarkeit bei großen Schaltungen und erhält oder verbessert zugleich die Schaltungsqualität gegenüber früheren Implementierungen.
Qiskit erweitert außerdem den Einsatz von Multithreading, unter anderem in Phasen wie TwoQubitPeepholeOptimization und Optimize1qGatesDecomposition, und verbessert bestehende Phasen wie ConsolidateBlocks und UnitarySynthesis. Die Phase TwoQubitPeepholeOptimization konzentriert sich auf die erwartete Ausführungsgenauigkeit echter Hardware und berücksichtigt Backend-Fehlerraten sowie Geräteeigenschaften, selbst wenn dies gelegentlich zu einer größeren Schaltungstiefe oder einer höheren Anzahl von Gattern führt.
IBM erklärt, dass das Upgrade in der Regel keine Änderungen am Code erfordert. Die C-Schnittstelle bleibt jedoch zwischen Minor-Releases instabil, sodass mit Qiskit v2.4 erstellte Erweiterungen möglicherweise neu kompiliert werden müssen. Qiskit v2.5 erfordert außerdem NumPy 2.0 oder höher und SciPy 1.14 oder höher. Für Nutzer der Qiskit-v1.x-Reihe endete der Support mit der Veröffentlichung von v1.4.6 am 12. Juni, einschließlich Fehlerbehebungen, Sicherheitsupdates und sonstiger Korrekturen.
Parallel zur Veröffentlichung kündigte IBM die Umbenennung von Qiskit Runtime Service in IBM Quantum Compute Service an. Damit soll der Unterschied zwischen Qiskit, einem quelloffenen und hardwareunabhängigen Entwicklungs-Toolkit, und dem verwalteten IBM-Dienst zur Ausführung von Algorithmen auf IBM-Quantencomputern verdeutlicht werden. Die Änderung wird ab dem 14. Juli und in den darauffolgenden Wochen schrittweise umgesetzt, ohne Änderungen an APIs, Workflows oder bestehenden Integrationen.