Квантовое программирование

chinapads.ru

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: QPL, QCL, Haskell-подобный QML.

Библиотеки симуляции квантовых компьютеров: 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.

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

Квантовый программист

Уильям Гибсон отлично сказал: "Будущее уже здесь - оно просто не очень равномерно распределено". То же относится и к квантовым вычислениям. Этот загадочный предмет часто бывает низведен до элитарных дискуссий и окутан языком сложной математики. Однако есть много людей, которые ощущают в себе необходимость начать взлом с помощью квантовых компьютеров - желание программировать саму ткань реальности - независимо от того, насколько ранним применение может показаться.

О докладчике: д-р Сюзана Гилдерт в настоящее время работает в D-Wave Systems, Inc. Сюзанна получила докторскую степень и степень MSci в Бирмингемском университете Великобритании, сосредоточив внимание на области экспериментального устройства квантовой физики и сверхпроводимости.

Создан высокоуровневый язык программирования для квантовых вычислений

Создание первого практичного языка программирования высокого уровня для квантовых компьютеров делает возможным написание полноценного квантового программного обеспечения. Разработанный канадскими учеными язык программирования Quipper может повлиять на дизайн футуристических вычислительных машин и облегчить их последующее программирование.

&Он обладает функционалом современного классического языка программирования, адаптированного для квантовых вычислений. Сделано мастерски&, — говорит Боб Коуке из Оксфордского университета, не принимавший участие в разработке.

Важной особенностью квантового компьютера являются кубиты — квантовые биты, которые способны принимать значения 0 и 1 одновременно. Этот принцип описывается как квантовая суперпозиция. Однако создание компьютерных алгоритмов с применением квантового параллелизма является трудновыполнимой задачей. Поэтому область применения квантовых компьютеров в нынешнем виде сильно ограничена.

Питер Селинджер из университета Дальхауз и его коллеги расчистили дорогу для высокопроизводительных квантовых компьютеров, разработав Quipper, первый квантовый язык программирования высокого уровня, который призван облегчить объединение нескольких алгоритмов по модульному принципу. Quipper построен на базе классического языка программирования Haskell, который лучше других подходит для программирования физических приложений.

Ими же была создана библиотека кодов Quipper для выполнения семи существующих квантовых алгоритмов, в том числе алгоритма оценки энергии основного состояния молекул. Программисты надеются, что постепенно библиотека будет пополняться новыми алгоритмами. Это позволит разработчикам создавать квантовое программное обеспечение путем объединения модулей, как в случае Java.

Хорошо продуманный язык программирования помогает структурировать мышление и описывать способ решения той или иной проблемы. Он может оказаться полезным инструментом разработки новых квантовых алгоритмов, — говорит Селинджер.

С этим соглашается Торстен Альтенкирх из Ноттингемского университета в Британии, не имеющий отношения к этой работе:

Quipper является тестовой площадкой для новых идей и понимания принципов написания квантового программного обеспечения.

Ранее американскими учеными была предложена новая схема для квантового вычисления.

Создан высокоуровневый язык программирования для квантовых вычислений Ауслендер Дмитрий

Ученые превратили квантовое программирование в онлайн-игру

chinapads.ru

В японском исследовательском институте Рикен создали онлайновую игру MeQuanics, которая может сыграть ведущую роль в будущем квантового программирования. Она не только помогает людям писать код лучше, но и учит ИИ выполнять часть задач самостоятельно.

Один из подходов к понимаю квантовых вычислений гласит, что квантовая программа — это решетка, двух- или трехмерная, а информация кодируется путем создания отверстий или дефектов в ней. Обрабатывается информация путем передвижения дефектов по решетке и закручивания их друг вокруг друга, наподобие перепутанного клубка ниток. В процессе спутывания могут принимать участие логические вентили, которые и помогают выполнять вычисления.

Поскольку этот процесс по сути является топологическим, им управляют законы математической топологии. Две программы могут выполнять одну и ту же задачу при условии, что они топологически идентичны, другие детали значения не имеют.

И тут возникает интересный вопрос: если спутанная решетка является квантовой компьютерной программой, насколько ее можно упростить, сохранив топологию? Другими словами, можно ли оптимизировать квантовую программу?

Это важно, потому что сегодня квантовые компьютеры могут делать расчеты только несколькими кубитами. Поэтому чем проще будет программа, тем легче ее будет выполнить.

Саймон Девитт из Рикен разработал способ визуализации квантовой программы в виде трехмерной решетки, более того — он геймифицировал задачу: превратил ее в паззл и выложил в сеть. Суть игры в том, чтобы упростить программу при помощи различных инструментов.

В игре есть и другой, скрытый аспект. Одним из способов ускорения оптимизации квантовых программ было бы обучение машинных алгоритмов, которые выполнили бы всю работу за нас. Но для обучения им нужны большие объемы данных, примеров, а квантовая оптимизация — новая отрасль, и достаточного количества примеров еще нет.

Поэтому играя в MeQuanics. мы помогаем ИИ, постепенно создавая базу данных для его обучения. А когда примеров наберется достаточно, машина поможет человеку решить проблему квантового компьютера, пишет MIT Technology Review .

Для эффективного функционирования квантового компьютера важно время, в течение которого может продержаться суперпозиция прежде чем она вернется к «1» или «0». Международная команда ученых открыла. что у дешевого кремния стабильность выше в 100 раз, чем у применявшегося до сих пор дорогого материала арсенид галлия. Это значительно приблизило перспективу создания рабочего квантового компьютера.

Источники: chinapads.ru, phys.wiki-wiki.ru, hi-news.ru, www.nanonewsnet.ru, nnm-club.name, hightech.fm, avidreaders.ru

Эней – герой греческой и римской мифологии

Святой Иосиф в Египте

Линдуловская роща

Вавилонские обычаи

Интернет-зависимость

Есть множество признаков для выявления интернет-зависимости у человека. В разных странах выделяют свои признаки, так в Америке, например, специалисты приводят ...


Космические двигатели нового поколения

Из повседневной практики известно, что в двигателе внутреннего сгорания, топке парового котла - всюду, где происходит сгорание, самое активное участие принимает ...


Как правильно высаживать рассаду капусты в открытый грунт

Белокочанная капуста относится к тем овощным культурам, которые очень болезненно переносят пересадку в открытый грунт, поэтому прежде чем высаживать рассаду ...


Туристический полет на МКС

Если человеку окончательно осточертело все, что происходит вокруг него и в его жизни, то в качестве способа сбросить нервное ...


Фотонный двигатель и полет к звездам

Нужен очень мощный источник света, такой, чтобы импульса света хватило на то, чтобы отдачей отбросить этот источник света в другую ...


Богиня материнства

 Богиня ЮНОНА — древнеримская богиня, супруга Юпитера, богиня брака и рождения, материнства, женщин и женской производительной силы. Она прежде всего покровительница браков, ...


Фенрир - скандинавская мифология

Чтобы испытать ее крепость, боги заманили Фенрира на остров в Мировом океане и обманом надели на него волшебную цепь. Чтобы чудовище ...