Hva er kvanteprogrammering?

Kvanteprogrammering er en måte å simulere kvanteproblemer og algoritmer i et datarom med et av flere programmeringsspråk laget for denne oppgaven. Mens kvanteprogrammering er avhengig av dataprogrammering, er det laget fra en forskers synspunkt snarere enn en programmerer. Det er vanlige programmeringsspråk som kan brukes av denne årsaken, men de godtar ikke lett kvantefysikk-kommandoer, så de kan være uhåndterlige for dette formålet. Algoritmene kan kreve mye energi for å bli simulert, så datamaskinen som bruker dette språket skal være sterk nok til å lage simuleringen uten å krasje.

Forskere og forskere bruker ofte kvantealgoritmer for å løse problemer og for virkelige applikasjoner, men å løse problemer på papir eller gjennom en kalkulator er ofte ikke så oppslukende som en simulering kan være. Med kvanteprogrammering kan brukeren legge inn en algoritme og datamaskinen vil vise nøyaktig hva som skjer når verdiene brukes i den virkelige verden. Dette kan hjelpe med eksperimenter og med å lage produkter som er avhengige av fysikk.

På utsiden kan kvanteprogrammering virke som alle andre programmeringsspråk for datamaskiner, men det er noen få forskjeller som forbedrer det for kvantefysikkbruk. For eksempel er det kommandoer som ikke ofte blir sett på andre språk som hjelper brukere å legge inn kvantealgoritmer. I motsetning til andre språk som kan lage programmer eller få datamaskinen til å utføre mange forskjellige handlinger, kan språket bare danne simuleringer. Noen vanlige koder som brukes i programmering, endres for å bedre samsvare med tagger og uttrykk som brukes i kvantefysikk.

Før kvanteprogrammering kom programmeringsspråk som delvis kunne fylle denne rollen, men det var mange problemer som hindret dem i å være populære. For en var språkene ikke optimalisert for kvantealgoritmer. Den andre store forskjellen er at målinger og verdier måtte være datamålinger, for eksempel biter og piksler, noe som viste seg å være uhåndterlig.

Noen små og grunnleggende kvantealgoritmer krever veldig lite energi for å simulere, men flertallet av simuleringer gjort gjennom kvanteprogrammering trenger mer energi og produserer mer varme enn de fleste vanlige datamaskiner tåler. Dette betyr at det ofte er behov for servere for å bearbeide algoritmen uten at datamaskinen krasjer. Datamaskinen kan også trenge oppgradert kjøling for å sikre at den ikke overopphetes, selv om dette stort sett er nødvendig for folk som stadig simulerer veldig avanserte algoritmer.