Wat is kwantumprogrammering?
Kwantumprogrammering is een manier om kwantumproblemen en algoritmen in een computerruimte te simuleren met behulp van een van de verschillende programmeertalen die voor deze taak zijn gemaakt. Hoewel kwantumprogrammering afhankelijk is van computerprogrammering, wordt het gemaakt vanuit het gezichtspunt van een wetenschapper in plaats van een programmeur. Er zijn reguliere programmeertalen die voor deze oorzaak kunnen worden gebruikt, maar ze accepteren niet zo snel kwantumfysische opdrachten, dus ze kunnen voor dit doel onhandig zijn. De algoritmen kunnen veel energie vereisen om te worden gesimuleerd, dus de computer die deze taal gebruikt, moet sterk genoeg zijn om de simulatie te maken zonder te crashen.
Onderzoekers en wetenschappers gebruiken vaak kwantumalgoritmen om problemen op te lossen en voor echte toepassingen, maar het oplossen van problemen op papier of met een rekenmachine is vaak niet zo meeslepend als een simulatie kan zijn. Met kwantumprogrammering kan de gebruiker een algoritme invoeren en de computer laat precies zien wat er gebeurt als de waarden in de echte wereld worden gebruikt. Dit kan helpen bij experimenten en bij het maken van producten die afhankelijk zijn van fysica.
Aan de buitenkant lijkt kwantumprogrammering op elke andere computerprogrammeertaal, maar er zijn een paar verschillen die het verbeteren voor gebruik in de kwantumfysica. Er zijn bijvoorbeeld opdrachten die niet vaak in andere talen worden gezien en die gebruikers helpen kwantumalgoritmen in te voeren. In tegenstelling tot andere talen die programma's kunnen maken of de computer veel verschillende acties kunnen laten uitvoeren, kan de taal alleen simulaties vormen. Sommige veelgebruikte tags die worden gebruikt bij het programmeren, zijn gewijzigd om beter te voldoen aan tags en zinnen die in de kwantumfysica worden gebruikt.
Vóór kwantumprogrammering kwamen programmeertalen die deze rol gedeeltelijk konden vervullen, maar er waren veel problemen waardoor ze niet populair konden worden. Ten eerste waren de talen niet geoptimaliseerd voor kwantumalgoritmen. Het andere grote verschil is dat metingen en waarden computermetingen moesten zijn, zoals bits en pixels, die onhandig bleken te zijn.
Sommige kleine en elementaire kwantumalgoritmen vereisen zeer weinig energie om te simuleren, maar de meeste simulaties die via kwantumprogrammering worden gemaakt, vereisen meer energie en produceren meer warmte dan de meeste reguliere computers kunnen weerstaan. Dit betekent dat servers meestal nodig zijn om het algoritme te helpen verwerken zonder dat de computer vastloopt. De computer heeft mogelijk ook verbeterde koeling nodig om ervoor te zorgen dat deze niet oververhit raakt, hoewel dit meestal vereist is voor mensen die voortdurend zeer geavanceerde algoritmen simuleren.