量子计算机第一种高级编程语言诞生

 
量子计算机硬件正在持续升级，用不了几年我们就会看实际的产品，也会看到对这些机器进行编程的研究项目亦在稳步增长。
 
如今量子计算机领域的最新成果为Silq，是瑞士ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）研发的用于量子计算机的高级编程语言。该院的计算机科学教授 Martin Vechev 与他的团队设计出了量子计算机领域内第一种高级编程语言 ，名为 Silq，它能够像传统计算机语言一样简单、安全可靠。
 

Silq语言的Logo
 
Vechev 教授说道，“与当前编程语言相比，量子编程语言 Silq 能够使程序员更好地利用量子计算机的潜力，因为这些代码更加紧凑、速度更快、更实用，并且更易于理解。”
 

Sliq官网上有关语言详情介绍
 
量子计算机被认为在将来会比普通计算机更能够解决问题。某些量子算法的速度比经典算法更快，且具备一些经典算法所没有的潜力。但直到今天，现有量子计算机的高出错率仍无法支撑这些算法的运行。
 
要发挥量子计算的潜力，不仅需要最新的技术，用于描述量子算法的量子编程语言也必不可少。原则上来讲，算法是解决问题的“配方”。编程语言对算法进行描述，以便计算机可以执行必要的计算。
 
如今，量子编程语言已与特定的硬件紧密联系在一起。但这些“硬件描述语言”既麻烦又容易出错，因为程序员们因为必须极其详细地说明单个编程指令，从而专门描述实现量子算法所需的最小限度。
 
Silq比微软Q#代表减少44%，库减少50%以上。
 

 
以下是2018-2019编码比赛中的一些代码片断。功能为控制前翻转，以下是Q#的源代码：
 

// Q# code snippet

X(qs[0]); X(qs[1]);

(Controlled X)(qs, a[0]);

X(qs[0]); X(qs[1]);

以上为Q#代码。程序员希望翻转qs[1]和qs[0]，在Q#中，需要借用一个新数组a[0]做为存储。（各位如对代码有什么解读，欢迎在文底发表高见）
 
使用Sliq用自动计算表达式描述，只有了3行：
 

// Silq code snippet corresponding to the above Q# code snippet

if !qs[0] && !qs[1] {

  a[0] := X(a[0]);

}

 
初始化Qubits
 
 

// Q# code snippet (some parts omitted)

operation Set(des:Result,q:Qubit):(){

  ... // omitted

}

operation Solve(qs:Qubit[]):(){ body{

  for (i in 0..Length(qs)-1){

    Set(Zero,qs[i]);

  }

  ... // omitted

}}

 
Silq 的诞生有助于解决这个问题。根据开发团队中 Ben­jamin Bich­sel 的介绍，“Silq 并非主要围绕硬件的结构和功能来设计，而更多关注程序员在解决问题时的思维，他们不需要理解计算机架构和实现的每一个细节。”
 
Silq 带来的最大创新和贡献，大概是消除了长期以来困扰着量子编程的错误源。在量子计算时，由于量子加密，垃圾收集这个步骤比较棘手：先前计算的值可以与当前的值相互作用，因此会干扰到正确的计算。而 Silq 就能够自动识别并删除这些无用值。
 
“在优化量子计算机程序设计方面，Silq 是一项重大突破，但一切只是刚刚开始”。Vechev 教授和他的团队希望他们的的工作不仅仅促进量子编程语言的发展，也能够刺激量子算法理论得到突破和进展。
 
 

作者：叨叨。综合编译自OSChina，Techcrunch以及Sliq官网
 
来源：https://techcrunch.com/2020/06 … uters