IBM은 2026년 7월 14일 Qiskit SDK v2.5를 출시했다고 발표했다. 이번 버전은 양자 회로 컴파일 속도와 컴파일 경로 구축의 유연성을 높이는 개선 사항과 함께 C 언어 API의 기능을 확장한다. 이번 릴리스는 더 빠르고 확장성 높은 소프트웨어 기반 개발에 초점을 맞춘 Qiskit v2.x 시리즈의 일부이며, 기존 워크플로와의 호환성을 최대한 유지한다.
이번 버전에는 다중 표현 컴파일러를 위한 새로운 프레임워크와 오류 허용 양자 컴퓨팅과 관련된 표현으로 회로를 컴파일하기 위한 즉시 사용 가능한 경로가 추가된다. 또한 변환 과정에는 LightSabre 알고리즘, 멀티스레딩, 실제 하드웨어에서의 실행 정확도에 초점을 맞춘 최적화 단계에 대한 개선 사항이 적용된다.
동적 회로 검사를 위한 C 인터페이스 확장
Qiskit v2.5에서는 동적 회로의 클래식 제어 흐름을 분석할 때 Python으로 돌아가는 대신 C 인터페이스에서 직접 검사할 수 있다. 여기에는 if/else, while, for, switch, box, break, continue 연산이 포함된다.
개발자는 제어 흐름 유형을 조회하고, 중첩 회로 블록을 검사하며, 조건과 반복문 매개변수를 분석하고, 중첩 블록과 원래 회로 사이의 연결에 접근할 수 있다. IBM은 표현식 트리, 변수, 리터럴 값, 논리 및 산술 연산, 비교 연산, 형식 정보를 포함해 클래식 표현식을 검사하기 위한 동반 인터페이스도 추가했다.
이러한 추가 기능을 통해 컴파일러 도구와 저수준 소프트웨어는 C 인터페이스만으로 동적 회로와 클래식 표현식을 완전히 분석할 수 있다. 그러나 C에서 제어 흐름 연산이나 클래식 표현식을 생성하는 기능은 여전히 지원되지 않으며, 이번 버전의 지원 범위는 검사로 제한된다.
다중 표현 컴파일 경로를 위한 프레임워크
이번 버전에는 여러 중간 표현에서 작동하는 컴파일 경로를 구축하기 위한 MultiStagePassManager 구성 요소가 도입된다. 전체 워크플로를 하나의 표현으로 제한하는 대신 각 단계에서 수행하는 작업에 가장 적합한 표현을 사용할 수 있다.
이 변경 사항은 맞춤형 컴파일 경로를 구축하거나 오류 허용 양자 컴퓨팅 워크플로를 수행하는 연구자와 개발자 등 고급 사용자를 대상으로 한다. 이 프레임워크는 Qiskit의 기존 패스 관리자와 함께 점진적으로 도입할 수 있지만, 단계 간 전환은 사용자가 지정해야 하며 자동으로 추론되지 않는다.
오류 허용 컴퓨팅을 위한 즉시 사용 가능한 경로
Qiskit v2.5에는 오류 허용 컴퓨팅과 관련된 컴파일 경로를 위한 즉시 사용 가능한 패스 관리자 2개가 추가된다.
- generate_preset_pbc_pass_manager()는 회로를 파울리 기반 컴퓨팅 표현으로 컴파일하며, 연산은 파울리 측정과 파울리 곱 회전으로 표현된다.
- generate_preset_clifford_t_pass_manager()는 회로를 Clifford+T 명령어 집합으로 컴파일한다. 이는 오류 허용 컴파일 경로에서 널리 사용되는 표현이다.
이러한 경로는 계속 사용자 지정할 수 있으므로 개발자는 컴파일 단계를 검사하고 수정하며 다른 최적화 기법을 추가할 수 있다. 또한 Clifford+T 경로에서는 근사 정확도와 T 게이트 수 사이의 절충을 조정할 수 있다.
컴파일러 성능 개선 및 업그레이드 요구 사항
새 버전의 컴파일 과정에는 LightSabre 알고리즘의 알고리즘 개선이 적용된다. LightSabre는 이제 미리 보기 윈도우를 고정하는 대신 입력 게이트를 레이어 단위로 처리한다. IBM은 이를 통해 이전 구현과 비교해 회로 품질을 유지하거나 개선하면서 대규모 회로의 확장성을 높일 수 있다고 설명한다.
Qiskit은 또한 TwoQubitPeepholeOptimization 및 Optimize1qGatesDecomposition과 같은 단계를 포함해 멀티스레딩 사용을 확대했으며, ConsolidateBlocks와 UnitarySynthesis 같은 기존 단계도 개선했다. TwoQubitPeepholeOptimization 단계는 실제 하드웨어에서 예상되는 실행 정확도에 초점을 맞추고, 백엔드 오류율과 장치 특성을 활용한다. 그 결과 회로 깊이나 게이트 수가 때때로 증가할 수 있다.
IBM은 일반적으로 업그레이드에 코드 변경이 필요하지 않다고 설명한다. 그러나 C 인터페이스는 마이너 버전 간에도 안정적이지 않으므로 Qiskit v2.4와 함께 빌드된 확장 기능은 다시 빌드해야 할 수 있다. 또한 Qiskit v2.5에는 NumPy 2.0 이상과 SciPy 1.14 이상이 필요하다. Qiskit v1.x 시리즈 사용자의 경우 6월 12일 v1.4.6 출시와 함께 해당 시리즈에 대한 지원이 종료되었으며, 여기에는 버그 수정, 보안 업데이트 및 기타 모든 패치가 포함된다.
이 릴리스와 함께 IBM은 Qiskit Runtime Service의 명칭을 IBM Quantum Compute Service로 변경한다고 발표했다. 이는 하드웨어에 중립적인 오픈 소스 개발 패키지인 Qiskit과 IBM 양자 컴퓨터에서 알고리즘을 실행하기 위한 IBM의 관리형 서비스를 구분하기 위한 것이다. 변경 사항은 7월 14일부터 이후 몇 주에 걸쳐 단계적으로 적용되며, 기존 API, 워크플로 또는 통합에는 변경이 없다.