Co je kvantové programování?

Kvantové programování je způsob simulace kvantových problémů a algoritmů v počítačovém prostoru pomocí jednoho z několika programovacích jazyků vytvořených pro tento úkol. Zatímco kvantové programování závisí na počítačovém programování, je vyrobeno spíše z pohledu vědce než programátora. Existují pravidelné programovací jazyky, které mohou být použity pro tuto příčinu, ale nepřijímají snadno příkazy kvantové fyziky, takže mohou být pro tento účel nepraktické. Algoritmy mohou vyžadovat hodně simulace energie, takže počítač používající tento jazyk by měl být dostatečně silný, aby simulaci provedl bez selhání.

Vědci a vědci běžně používají kvantové algoritmy k řešení problémů a pro aplikace v reálném světě, ale řešení problémů na papíře nebo pomocí kalkulačky často není tak pohlcující, jak simulace může být. Při kvantovém programování může uživatel zadat algoritmus a počítač přesně ukáže, co se stane, když se hodnoty použijí v reálném světě. To může pomoci s experimenty a ve vytváření produktů, které se spoléhají na fyziku.

Z vnější strany se může kvantové programování jevit jako jakýkoli jiný počítačový programovací jazyk, ale existuje několik rozdílů, které jej zvyšují pro použití v kvantové fyzice. Například existují příkazy, které nejsou běžně vidět v jiných jazycích, které uživatelům pomáhají zadávat kvantové algoritmy. Na rozdíl od jiných jazyků, které umí programovat nebo přimět počítač k provádění mnoha různých akcí, může jazyk vytvářet pouze simulace. Některé běžné značky používané v programování se mění tak, aby lépe vyhovovaly značkám a frázím používaným v kvantové fyzice.

Před kvantovým programováním přišly programovací jazyky, které mohly tuto roli částečně naplnit, ale bylo mnoho problémů, které jim bránily v popularitě. Jednak nebyly jazyky optimalizovány pro kvantové algoritmy. Další velký rozdíl spočívá v tom, že měření a hodnoty musely být počítačová měření, jako jsou bity a pixely, které se ukázaly být nepraktické.

Některé malé a základní kvantové algoritmy vyžadují velmi malou energii k simulaci, ale většina simulací prováděných pomocí kvantového programování potřebuje více energie a produkuje více tepla, než většina běžných počítačů vydrží. To znamená, že servery obvykle potřebují ke zpracování algoritmu, aniž by došlo k selhání počítače. Počítač může také potřebovat upgradované chlazení, aby se zajistilo, že se nepřehřeje, i když je to většinou vyžadováno u lidí, kteří neustále simulují velmi pokročilé algoritmy.