Vad är kvantprogrammering?

Kvantprogrammering är ett sätt att simulera kvantproblem och algoritmer inom ett datorutrymme med ett av flera programmeringsspråk som gjorts för denna uppgift. Medan kvantprogrammering förlitar sig på datorprogrammering, görs den från en forskares synvinkel snarare än en programmerare. Det finns vanliga programmeringsspråk som kan användas för den här orsaken, men de accepterar inte lätt kvantfysikkommandon, så de kan vara olämpliga för detta ändamål. Algoritmerna kan kräva mycket energi för att simuleras, så datorn som använder detta språk bör vara tillräckligt stark för att göra simuleringen utan att krascha.

Forskare och forskare använder vanligtvis kvantealgoritmer för att lösa problem och för verkliga tillämpningar, men att lösa problem på papper eller genom en kalkylator är ofta inte så uppslukande som en simulering kan vara. Med kvantprogrammering kan användaren ange en algoritm och datorn kommer att visa exakt vad som händer när värdena används i den verkliga världen. Detta kan hjälpa till med experiment och att skapa produkter som är beroende av fysik.

På utsidan kan kvantprogrammering verka som alla andra datorprogrammeringsspråk, men det finns några skillnader som förbättrar det för kvantfysikens användning. Till exempel finns det kommandon som inte vanligtvis ses på andra språk som hjälper användare att mata in kvantealgoritmer. Till skillnad från andra språk som kan göra program eller få datorn att utföra många olika åtgärder, kan språket bara bilda simuleringar. Vissa vanliga taggar som används i programmering ändras för att bättre överensstämma med taggar och fraser som används i kvantfysik.

Innan kvantprogrammering kom programmeringsspråk som delvis kunde fylla denna roll, men det fanns många problem som hindrade dem från att vara populära. För det första var språken inte optimerade för kvantealgoritmer. Den andra stora skillnaden är att mätningar och värden måste vara datormätningar, som bitar och pixlar, vilket visade sig vara olämpligt.

Vissa små och grundläggande kvantealgoritmer kräver mycket lite energi för att simulera, men majoriteten av simuleringar som görs genom kvantprogrammering behöver mer energi och producerar mer värme än de flesta vanliga datorer tål. Det betyder att servrar ofta behövs för att hjälpa till att bearbeta algoritmen utan att datorn kraschar. Datorn kan också behöva uppgraderad kylning för att säkerställa att den inte överhettas, även om detta oftast krävs för personer som ständigt simulerar mycket avancerade algoritmer.