Первые интуитивно понятный язык программирования для квантовых компьютеров

Программирование квантовых компьютеров становится все проще: компьютер ученые из высшей технической школы Цюриха разработали первый язык программирования, который может использоваться для программирования квантовых компьютеров, как просто, надежно и безопасно, как классических компьютерах. «Программирование квантовые компьютеры по-прежнему актуальна для исследователей», — говорит Мартин Vechev, профессор компьютерных наук в высшей технической школе в безопасных, надежных и интеллектуальных систем лаборатории (НИИ), «который является, почему я так рада, что теперь мы можем продолжить Швейцарской высшей технической школы Цюриха традиции в развитии квантовых компьютеров и языков программирования.»

Он добавляет: «наш квантовый язык программирования, отель silq позволяет программистам использовать потенциал квантовых компьютеров лучше, чем с существующими языками, потому что код более компактный, быстрее, более интуитивным и простым для понимания для программистов».На этой неделе, Vechev познакомит отель silq других специалистов в области в PLDI 2020, конференции для языков программирования. Чтобы облегчить обсуждение, принятие и дальнейшее развитие, он и его команда также выпустила отель silq на собственном сайте.

Квантовых вычислений было видеть повышенное внимание в течение последнего десятилетия, поскольку эти компьютеры, которые функционируют в соответствии с принципами квантовой физики, имеют огромный потенциал. Сегодня, большинство исследователей считают, что эти компьютеры в один прекрасный день быть в состоянии решить некоторые проблемы быстрее, чем классические компьютеры, поскольку для выполнения своих расчетах они используют запутанных квантовых состояний, в которых различные биты информации пересекаются в определенный момент времени. Это означает, что в будущем квантовые компьютеры будут способны эффективно решать задачи, которые классических компьютерах невозможно решить в разумные сроки.

Это квантовое превосходство до сих пор не было доказано неопровержимо. Тем не менее, некоторые существенные технические достижения были недавно достигнуты. В конце лета 2019, квантовым компьютером удалось решить проблему … хоть и очень специфический — более быстро чем быстрее классического компьютера.

Для неких «квантовых алгоритмов», т. е. вычислительных стратегий, известно также, что они быстрее, чем классические алгоритмы, которые не используют потенциал квантовых компьютеров. На сегодняшний день, однако, эти алгоритмы до сих пор не может быть рассчитан по существующей квантовой оборудования, поскольку в настоящее время квантовые компьютеры все еще являются слишком подвержены ошибкам.

Выражая намерение программиста

Использование потенциала квантовых вычислений требует не только новейшие технологии, но и квантового языка программирования для описания квантовых алгоритмов. В принципе, алгоритм-это «рецепт» для решения задачи; язык программирования описывает алгоритм, так что компьютер сможет выполнить необходимые расчеты.

Сегодня, квантовых языков программирования тесно связана с конкретным оборудованием; другими словами, они описывают именно поведение базовых цепях. Для программистов, эти «языки описания аппаратных средств» являются громоздким и ненадежным, так как отдельные инструкции программирования должен быть чрезвычайно подробным и таким образом явно описывать мелочи, необходимые для реализации квантовых алгоритмов.

Это где Vechev и его группа пришли в их развитии отель silq. «Отель silq-первый квантовый язык программирования, который не предназначен, в первую очередь, по конструкции и функциональности оборудования, но и за мыслями программистов, когда они хотят решить проблему, не требуя, чтобы они поняли каждую деталь компьютера, архитектура и реализация», — говорит Бенджамин Bichsel, докторант в Vechev группы курирующего разработку отель silq.

Компьютерщики относятся к компьютерным языкам, абстрагироваться от технических деталей определенного типа компьютера в качестве языков программирования высокого уровня. Отель silq-это самый первый язык программирования высокого уровня для квантовых компьютеров. Языков программирования высокого уровня являются более выразительными, т. е. они могут описать даже самые сложные задачи и алгоритмы, с меньше кода. Это делает их более понятными и простыми в использовании для программистов. Они также могут быть использованы с различных компьютерных архитектур.

Устранение ошибок с помощью автоматического uncomputation

Величайшие инновации и упрощение, что отель silq приносит в квантовых языках программирования опасения источником ошибки, которая преследует квантовое Программирование до сих пор. Компьютер вычисляет задачу на несколько промежуточных этапов, которые создает промежуточные результаты или временные значения.

Для того, чтобы разгрузить память, классических компьютерах автоматически стереть эти значения. Компьютер ученые называют это «сбором мусора», так как лишние временные значения удаляются.

В случае квантовых компьютеров, это захоронение сложнее из-за квантовой запутанности: ранее вычисленные значения могут взаимодействовать с текущих, мешая правильный расчет. Соответственно, убирать такие временные значения квантовых компьютеров требует более продвинутой техникой так называемого uncomputation.

«Отель silq является первым языком программирования, который автоматически определяет и стирает ценности, которые больше не нужны», — объясняет Bichsel. Компьютера ученые добились этого, применив свои знания классических языков программирования: их автоматическая способ uncomputation использует только команды программирования, которые не содержат каких-либо специальных квантовых операций-они «qfree,» как Vechev и Bichsel сказать.

«Отель silq является серьезным прорывом с точки зрения оптимизации программирования квантовых компьютеров; это не конечный этап развития», — говорит Vechev. Есть еще много открытых вопросов, но ведь отель silq легче понять, Vechev и Bichsel надеюсь, для стимулирования и дальнейшего развития квантовых языках программирования и теории и разработка новых квантовых алгоритмов.

«Наша команда из четырех человек совершила прорыв после двух лет работы благодаря сочетанию разных специалистов в области дизайна языка, квантовая физика и реализации. Если другие научные коллективы и разработки объятия наши инновации, это будет большой успех», — говорит Bichsel.

почувствуйте разницу: спонсорские возможности