الاحصاء الكمية
العلماء يطورون أول لغة برمجة عالية المستوى لأجهزة الكمبيوتر الكمومية
طور علماء الكمبيوتر في ETH Zurich أول لغة برمجة عالية المستوى يمكنها برمجة أجهزة الكمبيوتر الكمومية بنفس القدر من الأمان والموثوقية مثل الحواسيب الكلاسيكية. ويعد هذا الاختراق الجديد خطوة كبيرة إلى الأمام في مجال الحوسبة الكمومية، مما يجعل مهمة برمجة الحواسيب الكمومية أسهل بكثير من ذي قبل.
Martin Vechec هو أستاذ علوم الكمبيوتر في مختبر الأنظمة الآمنة والموثوق والذكي (SRI) التابع لـ ETH.
يقول فيشيف: "لا تزال برمجة أجهزة الكمبيوتر الكمومية تمثل تحديًا للباحثين". "ولهذا السبب أنا متحمس للغاية لأنه يمكننا الآن مواصلة تقليد ETH Zurich في تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية ولغات البرمجة."
"تسمح لغة البرمجة الكمومية Silq للمبرمجين بالاستفادة من إمكانات أجهزة الكمبيوتر الكمومية بشكل أفضل من اللغات الحالية ، لأن الشفرة أكثر إحكاما وأسرع وأكثر سهولة وأسهل في الفهم للمبرمجين."
سيلك تم تقديمه في مؤتمر لغات البرمجة بي إل دي آي 2020.
أجهزة الكمبيوتر الكمومية مقابل أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية
أصبحت الحوسبة الكمومية ذات أهمية متزايدة ، وهناك إمكانات هائلة مع التكنولوجيا. أجهزة الكمبيوتر الكمومية قادرة على حل المشكلات بشكل أسرع من أجهزة الكمبيوتر التقليدية باستخدام حالات كمومية متشابكة. في هذه الحالات حيث تتداخل أجزاء من المعلومات في نقاط زمنية معينة ، ولدى أجهزة الكمبيوتر القدرة على معالجة المشكلات التي لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية حلها في إطار زمني معقول.
في أواخر صيف عام 2019 ، شهدت الحوسبة الكمومية تقدمًا كبيرًا آخر عندما كان المرء قادرًا على حل مشكلة معينة بشكل أسرع من أسرع كمبيوتر كلاسيكي.
حتى مع التطورات الأخيرة ، لا يزال هناك العديد من التحديات. لا يمكن حساب بعض "الخوارزميات الكمومية" على العتاد الكمومي بسبب ارتفاع مستوى الأخطاء فيها.
اللغة الجديدة: سيلك
ترتبط لغات البرمجة الكمومية الحالية ارتباطًا وثيقًا بأجهزة معينة ، ومن الصعب التعامل مع هذه اللغات وتؤدي إلى الكثير من الأخطاء. هذا بسبب ضرورة وجود تعليمات مفصلة للغاية لتنفيذ الخوارزميات الكمومية.
تم تطوير Silq للتغلب على هذا التحدي.
"Silq هي أول لغة برمجة كمومية لم يتم تصميمها بشكل أساسي حول إنشاء الأجهزة ووظائفها ، ولكن بناءً على عقلية المبرمجين عندما يريدون حل مشكلة - دون مطالبتهم بفهم كل تفاصيل بنية الكمبيوتر والتنفيذ "، يقول بنيامين بيشسل ، طالب الدكتوراه والمسؤول عن الإشراف على Sliq.
Silq هي أول لغة برمجة عالية المستوى لأجهزة الكمبيوتر الكمومية ، مما يعني أنها أكثر تعبيرًا وتتطلب كودًا أقل لوصف المهام والخوارزميات المعقدة. هذه الأنواع من اللغات أسهل في الاستخدام للمبرمجين ويمكن تطبيقها على هياكل الكمبيوتر المختلفة.
اللغة المطورة حديثًا تتناول أيضًا مشكلة الأخطاء. تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية طريقة محو القيم تلقائيًا من أجل تخفيف الذاكرة ، وهو ما يسمى "جمع البيانات المهملة". هذه مشكلة أكبر داخل أجهزة الكمبيوتر الكمومية بسبب التشابك الكمي ، والذي يمكن أن يتسبب في تفاعل القيم المحسوبة مسبقًا مع القيم الحالية. يمكن أن يؤدي هذا إلى التداخل مع الحساب الصحيح ، لذلك يجب استخدام تقنية حسابية متقدمة.
يوضح Bichsel أن "Silq هي أول لغة برمجة تحدد تلقائيًا القيم التي لم تعد مطلوبة وتمسحها".
للقيام بذلك ، يتم فقط استخدام أوامر البرمجة التي لا تحتوي على أي عمليات كمية خاصة في طريقة عدم الحساب الخاصة بهم.
لقد حقق فريقنا المكون من أربعة أفراد هذا الإنجاز بعد عامين من العمل بفضل مزيج من الخبرات المختلفة في تصميم اللغة وفيزياء الكم والتنفيذ. يقول Bichsel ، إذا تبنت فرق البحث والتطوير الأخرى ابتكاراتنا ، فسيكون ذلك نجاحًا كبيرًا.
