Cos'è la programmazione quantistica?

La programmazione quantistica è un modo per simulare problemi quantistici e algoritmi all'interno di uno spazio informatico utilizzando uno dei numerosi linguaggi di programmazione realizzati per questo compito. Mentre la programmazione quantistica si basa sulla programmazione informatica, viene realizzata dal punto di vista di uno scienziato piuttosto che da un programmatore. Ci sono linguaggi di programmazione regolari che possono essere utilizzati per questa causa, ma non accettano prontamente i comandi di fisica quantistica, quindi possono essere ingombranti a questo scopo. Gli algoritmi possono richiedere che molta energia venga simulata, quindi il computer che utilizza questo linguaggio dovrebbe essere abbastanza forte da realizzare la simulazione senza crash.

I ricercatori e gli scienziati usano comunemente algoritmi quantistici per risolvere i problemi e per le applicazioni del mondo reale, ma risolvere i problemi sulla carta o attraverso un calcolatore spesso non è immersivo come una simulazione. Con la programmazione quantistica, l'utente può inserire un algoritmo e il computer mostrerà esattamente cosa succede quando i valori vengono utilizzati nel mondo reale. This può aiutare con gli esperimenti e nella creazione di prodotti che si basano sulla fisica.

All'esterno, la programmazione quantistica può sembrare qualsiasi altro linguaggio di programmazione del computer, ma ci sono alcune differenze che lo migliorano per l'uso della fisica quantistica. Ad esempio, ci sono comandi non comunemente visti in altre lingue che aiutano gli utenti a inserire algoritmi quantistici. A differenza di altre lingue che possono fare programmi o fare in modo che il computer eseguisca molte azioni diverse, la lingua può formare solo simulazioni. Alcuni tag comuni utilizzati nella programmazione vengono modificati per rispettare meglio i tag e le frasi utilizzate nella fisica quantistica.

Prima della programmazione quantistica arrivavano linguaggi di programmazione che potevano ricostruire parzialmente questo ruolo, ma c'erano molti problemi che li impedivano di essere popolari. Per uno, le lingue non sono state ottimizzate per gli algoritmi quantistici. L'altra grande differenza è che le misurazioni e i valori dovevano esseremisurazioni del computer, come bit e pixel, che si sono rivelati ingombranti.

Alcuni algoritmi quantistici piccoli e di base richiedono pochissima energia per simulare, ma la maggior parte delle simulazioni realizzate attraverso la programmazione quantistica richiede più energia e producono più calore di quanto la maggior parte dei computer regolari possano resistere. Ciò significa che i server sono generalmente necessari per aiutare a elaborare l'algoritmo senza fare il crash del computer. Il computer potrebbe anche aver bisogno di un raffreddamento aggiornato per garantire che non si surriscalda, anche se questo è richiesto principalmente per le persone che simulano costantemente algoritmi molto avanzati.