Kvantový výpočetní jazyk - Quantum Computation Language

tento článek potřebuje další citace pro ověření. Prosím pomozte vylepšit tento článek podle přidávání citací ke spolehlivým zdrojům. Zdroj bez zdroje může být napaden a odstraněn. Najít zdroje: „Kvantový výpočetní jazyk“  – zprávy  · noviny  · knihy  · učenec  · JSTOR (Březen 2018) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

Kvantový výpočetní jazyk (QCL) je jedním z prvních implementovaných kvantové programování jazyky.^[1] Nejdůležitější vlastností QCL je podpora pro uživatelem definované operátory a funkce. Své syntax připomíná syntaxi souboru Programovací jazyk C. a jeho klasika typy dat jsou podobné primitivním datovým typům v C. Lze kombinovat klasický kód a kvantový kód ve stejném programu.

Standardní knihovna QCL poskytuje standardní kvantové operátory používané v kvantových algoritmech, jako jsou:

• Řízeno ne s mnoha cílovými qubits,
• Hadamardova operace na mnoha qubits,
• Fáze a řízená fáze.
• Kvantové algoritmy pro sčítání, násobení a umocňování (všechny moduly n)
• The kvantová Fourierova transformace

Syntax

• Typy dat
  • Kvantum - qureg, quvoid, quconst, quscratch, qucond
  • Klasické - int, reálné, komplexní, booleovské, řetězcové, vektorové, maticové, tenzorové
• Typy funkcí
  • qufunct - Pseudoklasické operátory. Lze změnit pouze permutaci základních stavů.
  • operátor - Obecní unitární operátoři. Může změnit amplitudu.
  • postup - Může volat měření, tisk a výpis uvnitř této funkce. Tato funkce je nezměnitelná.
• Integrované funkce
  • Kvantové
    • qufunct - Fanout, Swap, Perm2, Perm4, Perm8, Not, CNot
    • operátor - Matrix2x2, Matrix4x4, Matrix8x8, Rot, Mix, H, CPhase, SqrtNot, X, Y, Z, S, T
    • postup - měření, výpis, reset
  • Klasický
    • Aritmetika - sin, cos, tan, log, sqrt, ...
    • Komplexní - Re, Im, konj

Příklady

Základní vestavěný kvantový datový typ v QCL je qureg (kvantový registr). Lze jej interpretovat jako řadu qubitů (kvantových bitů).

qureg x1[2]; // 2bitový kvantový registr x1qureg x2[2]; // 2bitový kvantový registr x2H(x1); // Hadamardova operace na x1H(x2[1]); // Hadamardova operace na prvním qubitu registru x2

Protože interpret qcl používá simulační knihovnu qlib, je možné během provádění kvantového programu pozorovat vnitřní stav kvantového stroje.

qcl> výpis: STAV: 4/32 qubits přiděleno, 28/32 qubits zdarma 0,35355 | 0> + 0,35355 | 1> + 0,35355 | 2> + 0,35355 | 3> + 0,35355 | 8> + 0,35355 | 9> + 0,35355 | 10> + 0,35355 | 11>

Všimněte si, že operace výpisu se liší od měření, protože neovlivňuje stav kvantového stroje a lze ji realizovat pouze pomocí simulátoru.

Stejně jako v moderních programovacích jazycích je možné definovat nové operace, které lze použít k manipulaci s kvantovými daty. Například:

operátor šířit (qureg q) {  H(q);                 // Hadamardova transformace  Ne(q);               // Invertovat q  CPhase(pi, q);        // Otočit, pokud q = 1111 ..  !Ne(q);              // vrátit zpět inverzi  !H(q);                // vrátit zpět Hadamardovu transformaci}

definuje inverzní k průměrnému operátoru použitému v Groverův algoritmus. To umožňuje definovat algoritmy na vyšší úrovni abstrakce a rozšířit knihovnu funkcí dostupných pro programátory.

Reference