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量子计算

科学家为量子计算机开发了史无前例的高级编程语言

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苏黎世联邦理工学院的计算机科学家开发了有史以来第一个可以进行编程的高级编程语言 量子计算机 与经典产品一样安全可靠。新的突破是量子计算领域的一大进步,这使得对量子计算机进行编程的任务比以前容易得多。 

Martin Vechec是ETH的安全,可靠和智能系统实验室(SRI)的计算机科学教授。

Vechev说:“对量子计算机编程仍然是研究人员的挑战。” “这就是为什么我如此兴奋,以至于我们现在可以继续发展苏黎世联邦理工学院的量子计算机和编程语言的传统。”

“我们的量子编程语言Silq使程序员比现有语言更好地利用量子计算机的潜力,因为代码对于程序员而言更紧凑,更快,更直观并且更易于理解。”

西尔克 是在编程语言会议上介绍的 PLDI 2020

量子计算机与经典计算机

量子计算变得越来越重要,这项技术具有巨大的潜力。通过使用纠缠的量子态,量子计算机比传统计算机能够更快地解决问题。正是在这些状态下,信息的某些部分在某些时间点重叠,并且计算机具有解决传统计算机无法在合理时间内解决的问题的潜力。 

在2019年夏末,当量子计算能够比最快的经典计算机更快地解决特定问题时,量子计算又取得了巨大进步。 

即使有了最近的进步,仍然存在许多挑战。一些“量子算法”由于其高级别的错误而无法在量子硬件上计算。 

新语言:Silq

当前的量子编程语言与特定的硬件紧密相关,并且这些语言难以处理并导致太多错误。这是由于需要非常详细的指令来实现量子算法。

开发Silq就是为了克服这一挑战。

“Silq是第一种量子编程语言,其设计不是主要围绕硬件的结构和功能而设计,而是在程序员想要解决问题时的心态—不需要他们了解计算机体系结构和实现的每个细节,”博士生本杰明·比希瑟(Benjamin Bichsel)说,他是负责监督Sliq的人。 

西尔克 是有史以来第一种用于量子计算机的高级编程语言,这意味着它具有更高的表达能力,并且需要更少的代码来描述复杂的任务和算法。这些类型的语言对于程序员来说更容易使用,并且可以应用于不同的计算机体系结构。

新开发的语言还解决了错误问题。古典计算机使用自动擦除值以释放内存的方法,称为“垃圾回收”。在量子计算机中,由于量子纠缠,这是一个更大的问题,量子纠缠可能导致先前计算出的值与当前值发生相互作用。这可能会干扰正确的计算,因此必须使用先进的计算技术。

“Silq是第一种自动识别并清除不再需要的值的编程语言,” explains Bichsel.

为此,在其非计算方法中仅使用不包含任何特殊量子运算的编程命令。 

“经过两年的工作,我们的四人团队在语言设计,量子物理学和实现方面拥有不同的专业知识,取得了突破。如果其他研发团队接受我们的创新,那将是巨大的成功,” says Bichsel.

 

亚历克斯·麦克法兰(Alex McFarland)是一位历史学家和新闻工作者,报道了人工智能的最新发展。