Квантовое программирование

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

Существующие языки квантового программирования: QPL[1][2], QCL[3][4], Haskell-подобный QML[5], Quipper[6], Q#[7], Q[8], qGCL[8], cQPL[8].

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

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. Mathematical Structures in Computer Science. — 2004 Cambridge University Press, 2004. — Т. 14, вып. 4. — С. 527—586.
Peter Selinger. Towards a quantum programming language (неопр.).
Bernhard Omer. The QCL Programming Language (неопр.).
QCL - A Programming Language for Quantum Computers (неопр.). tuwien.ac.at. Дата обращения: 20 июля 2017.
QML: A Functional Quantum Programming Language (неопр.). Дата обращения: 26 сентября 2007.
Quipper: a scalable quantum programming language/PLDI '13 Proceedings of the 34th ACM SIGPLAN Conference on Programming Language Design and Implementation Pages 333—342
https://www.theregister.co.uk/2017/09/25/microsoft_talks_quantum_computing_and_ai/
Quantum Programming Language (неопр.). Quantiki (6 декабря 2015).

Ссылки

https://www.quantiki.org/wiki/quantum-programming-language
Quantum Programming Languages. Survey and Bibliography Journal Mathematical Structures in Computer Science. Volume 16 Issue 4, August 2006. Pages 581—600 doi:10.1017/S0960129506005378
Towards a Quantum Programming Language / Math. Struct. in Comp. Science 14(4):527-586, 2004
Dominique Unruh. Quantum Programming Languages / Informatik — Forschung und Entwicklung 21(1):55-63, Springer, 2006
https://medium.com/@decodoku/how-to-program-a-quantum-computer-982a9329ed02
https://www.americanscientist.org/node/3466
Programming languages and compiler design for realistic quantum hardware / Nature 549, 180—187 (14 September 2017) doi:10.1038/nature23459 (платн.)

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] Peter Selinger. Mathematical Structures in Computer Science. — 2004 Cambridge University Press, 2004. — Т. 14, вып. 4. — С. 527—586.

[2] Peter Selinger. Towards a quantum programming language (неопр.).

[3] Bernhard Omer. The QCL Programming Language (неопр.).

[4] QCL - A Programming Language for Quantum Computers (неопр.). tuwien.ac.at. Дата обращения: 20 июля 2017.

[5] QML: A Functional Quantum Programming Language (неопр.). Дата обращения: 26 сентября 2007.

[6] Quipper: a scalable quantum programming language/PLDI '13 Proceedings of the 34th ACM SIGPLAN Conference on Programming Language Design and Implementation Pages 333—342

[7] ttps://www.theregister.co.uk/2017/09/25/microsoft_talks_quantum_computing_and_ai/

[:0-8] Quantum Programming Language (неопр.). Quantiki (6 декабря 2015).