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一种新的编程语言能帮助推动量子计算的创新吗?

2020年6月25日通过Rushi帕特尔

一种名为“Silq”的新的高级量子编程语言正在纠正量子计算中的一个主要缺陷。

量子计算是一种能够快速解决大量数据问题的新技术,否则即使是我们今天拥有的最好的超级计算机,也需要数千年才能计算出这些数据。

大多数量子编程语言(QPLs描述一个特定的底层电路的行为,要求程序员非常精确,这样他们就不会给量子算法带来错误。

量子编程语言景观

量子编程语言。图片使用的礼貌量子世界协会

但是现在,来自ETH Zürich推出了名为“Silq”的新型高水平QPL他们说这是独立于硬件的,很容易实现。

指导Silq项目的博士生Benjamin Bichsel解释说:“Silq是第一种不主要围绕硬件的构造和功能设计的量子编程语言,而是在程序员想要解决问题时的心态——不要求他们理解计算机架构和实现的每一个细节。”

Silq:一种新的量子编程语言

在过去的两年里,ETH Zürich的研究人员进行了开发Silq,一种高级编程语言(托管在GitHub),正处于发展阶段。研究人员表示,这种新语言比其他QPLs更直观,代码更少,也更全面。研究Silq的研究人员表示,它是独立于量子硬件/电路实现的。

突出的特点之一Silq被称为自动uncomputation

当经典计算机在其系统中遇到临时值或中间值时,它处理这些值以节省内存。但由于量子纠缠,在量子计算机中处理这些中间值变得更加复杂;具体来说,中间值可能在处理过程中与当前值发生冲突,从而产生不正确的值。

Silq的自动非计算特性的好处

Silq的自动非计算特性的好处。图片由马丁·维切夫等

Silq的研究人员使用非量子计算专用的算法,通过创建自动非计算来解决这个问题,自动识别中间值,并在它们产生任何错误之前将它们丢弃。

高级编程语言的代价是使用较小的子例程或函数。用户无法控制在这些子例程中发生的事情。在低级编程语言中,内存分配更有效。由于其直观的性质和描述性的观点,Silq可能会吸引非专业的量子程序员,帮助其得到更广泛的应用。

简要介绍一下量子计算的挑战背景,可以更清楚地说明为什么Silq被誉为该领域的重大进步。

量子计算的挑战和优势

量子计算使用量子力学的概念,如叠加和纠缠来进行计算。量子计算的发展与电子学的小型化同步进行,更具体地说,是将硅基单元电池缩小到5纳米以下。雷竞技最新app小于7纳米的晶体管开始受到量子力学的影响,比如量子隧穿,这改变了电子设备和信号的行为。

Silq的开发环境

研究人员表示,Silq的开发环境确保了静态安全性,并包括一个模拟器。截图由Silq

虽然量子计算机不是微型的,但它们有能力一次处理两个比特。他们使用量子位或“量子位”,可以利用叠加现象同时处理和存储1和0的不同状态。增加更多的量子位使机器能够存储和处理两倍的数据量。在某种程度上,量子计算机的能力是由它能处理的量子位的数量决定的。

研究人员和工程师正在研究量子计算机,以实现超越传统计算机数百万倍的计算能力的新技术水平。然而,它们目前需要高真空或低温才能运行,这使得它们不太可能被用作消费设备,至少在不久的将来是这样。


量子计算的未来

除了Silq,还有很多QPLs微软的问#,有些是由个别公司为自己的硬件开发的,而另一些是作为开源资源开发的。

开发Silq的团队的目标是引入一个简洁且易于实现的QPL,这将有助于刺激量子算法开发的增长和创新。

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