Co to jest programowanie kwantowe?
Programowanie kwantowe to sposób symulowania problemów kwantowych i algorytmów w przestrzeni komputerowej przy użyciu jednego z kilku języków programowania przeznaczonych do tego zadania. Podczas gdy programowanie kwantowe opiera się na programowaniu komputerowym, jest ono tworzone z punktu widzenia naukowca, a nie programisty. Istnieją zwykłe języki programowania, których można użyć do tego celu, ale nie akceptują one łatwo poleceń fizyki kwantowej, więc mogą być niewygodne w tym celu. Algorytmy mogą wymagać dużej ilości energii do symulacji, więc komputer używający tego języka powinien być wystarczająco silny, aby przeprowadzić symulację bez awarii.
Naukowcy i naukowcy zwykle używają algorytmów kwantowych do rozwiązywania problemów i do rzeczywistych aplikacji, ale rozwiązywanie problemów na papierze lub za pomocą kalkulatora często nie jest tak wciągające, jak może być symulacja. Dzięki programowaniu kwantowemu użytkownik może wprowadzić algorytm, a komputer pokaże dokładnie, co się stanie, gdy wartości zostaną zastosowane w świecie rzeczywistym. Może to pomóc w eksperymentach i tworzeniu produktów opartych na fizyce.
Z zewnątrz programowanie kwantowe może wyglądać jak każdy inny język programowania komputerowego, ale istnieje kilka różnic, które usprawniają go w zakresie fizyki kwantowej. Na przykład istnieją polecenia, które nie są powszechnie używane w innych językach, które pomagają użytkownikom wprowadzać algorytmy kwantowe. W przeciwieństwie do innych języków, które mogą tworzyć programy lub zmuszać komputer do wykonywania wielu różnych działań, język może tworzyć tylko symulacje. Niektóre popularne znaczniki używane w programowaniu zostały zmienione, aby lepiej odpowiadały znacznikom i frazom stosowanym w fizyce kwantowej.
Przed programowaniem kwantowym pojawiły się języki programowania, które mogły częściowo wypełniać tę rolę, ale było wiele problemów, które powstrzymywały je od popularności. Po pierwsze, języki nie zostały zoptymalizowane pod kątem algorytmów kwantowych. Inną ważną różnicą jest to, że pomiary i wartości musiały być pomiarami komputerowymi, takimi jak bity i piksele, które okazały się nieporęczne.
Niektóre małe i podstawowe algorytmy kwantowe wymagają bardzo małej ilości energii do symulacji, ale większość symulacji wykonanych za pomocą programowania kwantowego wymaga więcej energii i wytwarza więcej ciepła niż większość zwykłych komputerów jest w stanie wytrzymać. Oznacza to, że serwery zwykle są potrzebne do przetwarzania algorytmu bez powodowania awarii komputera. Komputer może również wymagać ulepszonego chłodzenia, aby zapewnić, że się nie przegrzewa, chociaż jest to głównie wymagane w przypadku osób, które stale symulują bardzo zaawansowane algorytmy.