Interested Article - Квантовое программирование

Языки квантового программирования — языки программирования, позволяющие выражать квантовые алгоритмы с использованием высокоуровневых конструкций. Их цель не столько создание инструмента для программистов, сколько предоставление средств для исследователей для облегчения понимания работы квантовых вычислений .

Существующие языки квантового программирования: , , Haskell-подобный , Quipper , Q# , Q , qGCL , cQPL , OpenQASM .

Библиотеки симуляции квантовых компьютеров (квантовые виртуальные машины, Quantum virtual machine ): , .

Упрощение разработки ПО для квантовых вычислений

Корпорация IBM выпустила набор инструментов для разработчиков под названием (англ.) ( . И в следующем году IBM обещает предложить инструменты, которые упростят программистам создание программного обеспечения, включающего в себя как квантовые вычисления, так и традиционные вычислительные элементы в одной программе. Затем, начиная с 2023 года, IBM планирует предложить своим клиентам библиотеки предварительно созданных квантовых алгоритмов, которые программисты смогут использовать через простой облачный API - интерфейс . Это позволит разрабатывать программное обеспечение для квантового компьютера на языках программирования, которые уже известны разработчикам, без необходимости изучать новый язык. IBM заявила, что хочет, чтобы программисты, работающие в корпорациях, могли «самостоятельно исследовать модели квантовых вычислений, не задумываясь о квантовой физике». И к 2025 году, по словам IBM, она сможет предложить инструменты для квантовых вычислений, при использовании которых программистам больше не нужно будет думать о том, на каком именно квантовом компьютере (потому что одни используют сверхпроводники , другие — фотоны , а третьи построены на ловушках для ионов ) будет работать код или даже какая часть программы будет выполняться на квантовой системе, а не на традиционном сервере .

Пример кода на QCL

QCL, Quantum computing language — одна из первых реализаций языка квантового программирования. Близок к языку Си и классическим типам данных. Позволяет смешивать классический и квантовый код в одном исходном файле.

Базовый квантовый тип данных qureg (квантовый регистр, quantum register). Его можно представить в виде массива кубитов (квантовых битов).

  qureg x1[2]; // двухкубитовый квантовый регистр x1
  qureg x2[2]; // двухкубитовый квантовый регистр x2
  H(x1); // Операция Адамара над x1
  H(x2[1]); // Операция Адамара над первым кубитом регистра x2

Поскольку интерпретатор qcl использует библиотеку симуляции qlib, возможно наблюдать внутреннее состояние квантового компьютера во время исполнения:

  qcl> dump
  : STATE: 4 / 32 qubits allocated, 28 / 32 qubits free
  0.35355 |0> + 0.35355 |1> + 0.35355 |2> + 0.35355 |3>
  + 0.35355 |8> + 0.35355 |9> + 0.35355 |10> + 0.35355 |11>

Примечания

Peter Selinger. : [ 26 мая 2019 ]. — 2004 Cambridge University Press, 2004. — Т. 14, вып. 4. — С. 527—586.
Peter Selinger. (неопр.) . Дата обращения: 16 марта 2019. 30 апреля 2016 года.
Bernhard Omer. (неопр.) . Дата обращения: 16 марта 2019. 8 октября 2003 года.
(неопр.) . tuwien.ac.at . Дата обращения: 20 июля 2017. 8 октября 2003 года.
(неопр.) . Дата обращения: 26 сентября 2007. Архивировано из 26 сентября 2007 года.
от 15 января 2018 на Wayback Machine /PLDI '13 Proceedings of the 34th ACM SIGPLAN Conference on Programming Language Design and Implementation Pages 333—342
(неопр.) . Дата обращения: 14 января 2018. 14 января 2018 года.
↑ (неопр.) . Quantiki (6 декабря 2015). Дата обращения: 14 января 2018. 22 июля 2018 года.
(рус.) . ServerNews.ru (8 февраля 2021). Дата обращения: 11 января 2022. 22 января 2022 года.

Ссылки

от 22 июля 2018 на Wayback Machine
от 27 января 2018 на Wayback Machine Journal Mathematical Structures in Computer Science. Volume 16 Issue 4, August 2006. Pages 581—600 .
от 10 августа 2017 на Wayback Machine / Math. Struct. in Comp. Science 14(4):527-586, 2004.
от 12 августа 2017 на Wayback Machine / Informatik — Forschung und Entwicklung 21(1):55-63, Springer, 2006.
от 6 января 2018 на Wayback Machine
от 8 февраля 2021 на Wayback Machine / Nature 549, 180—187 (14 September 2017) doi:10.1038/nature23459 (платн.)