Ilmuwan Mengembangkan Bahasa Pemrograman Tingkat Tinggi Pertama untuk Komputer Kuantum

Ilmu komputer di ETH Zurich telah mengembangkan bahasa pemrograman tingkat tinggi pertama yang dapat memprogram komputer kuantum dengan aman dan andal seperti komputer klasik. Terobosan baru ini merupakan langkah besar dalam komputasi kuantum, membuat tugas memprogram komputer kuantum jauh lebih mudah daripada sebelumnya.

Martin Vechec adalah profesor ilmu komputer di Laboratorium Sistem Aman, Andal, dan Cerdas (SRI) ETH.

“Memprogram komputer kuantum masih merupakan tantangan bagi peneliti,” kata Vechev. “Itulah mengapa saya sangat bersemangat bahwa kami sekarang dapat melanjutkan tradisi ETH Zurich dalam pengembangan komputer kuantum dan bahasa pemrograman.”

“Bahasa pemrograman kuantum kami Silq memungkinkan programmer untuk memanfaatkan potensi komputer kuantum lebih baik daripada bahasa yang ada, karena kode lebih kompak, lebih cepat, lebih intuitif, dan lebih mudah dipahami oleh programmer.”

Silq diperkenalkan di konferensi bahasa pemrograman PLDI 2020.

Komputer Kuantum vs Komputer Klasik

Komputasi kuantum menjadi semakin penting, dan ada potensi besar dengan teknologi ini. Komputer kuantum dapat menyelesaikan masalah lebih cepat daripada komputer klasik dengan menggunakan keadaan kuantum yang terkait. Dalam keadaan ini, bit informasi tumpang tindih pada titik waktu tertentu, dan komputer memiliki potensi untuk menangani masalah yang komputer klasik tidak dapat selesaikan dalam waktu yang wajar.

Pada akhir musim panas 2019, komputasi kuantum melihat kemajuan besar lainnya ketika satu komputer kuantum dapat menyelesaikan masalah tertentu lebih cepat daripada komputer klasik tercepat.

Meskipun kemajuan baru-baru ini, masih ada banyak tantangan. Beberapa “algoritma kuantum” tidak dapat dihitung pada perangkat keras kuantum karena tingkat kesalahan yang tinggi.

Bahasa Baru: Silq

Bahasa pemrograman kuantum saat ini erat terkait dengan perangkat keras tertentu, dan bahasa-bahasa ini sulit ditangani dan menghasilkan terlalu banyak kesalahan. Ini disebabkan oleh kebutuhan akan instruksi yang sangat rinci untuk mengimplementasikan algoritma kuantum.

Silq dikembangkan untuk mengatasi tantangan ini.

“Silq adalah bahasa pemrograman kuantum pertama yang tidak dirancang terutama di sekitar konstruksi dan fungsi perangkat keras, tetapi pada pola pikir programmer ketika mereka ingin menyelesaikan masalah — tanpa memerlukan mereka untuk memahami setiap detail arsitektur komputer dan implementasi,” kata Benjamin Bichsel, seorang mahasiswa doktoral dan orang yang bertanggung jawab untuk mengawasi Sliq.

Silq adalah bahasa pemrograman tingkat tinggi pertama untuk komputer kuantum, yang berarti lebih ekspresif dan memerlukan kode yang lebih sedikit untuk menggambarkan tugas dan algoritma yang kompleks. Bahasa-bahasa seperti ini lebih mudah digunakan oleh programmer dan dapat diterapkan pada arsitektur komputer yang berbeda.

Bahasa yang baru dikembangkan ini juga menangani masalah kesalahan. Komputer klasik menggunakan metode penghapusan nilai otomatis untuk mengurangi memori, yang disebut “pengumpulan sampah.” Dalam komputer kuantum, ini adalah masalah yang lebih besar karena keterkaitan kuantum, yang dapat menyebabkan nilai yang dihitung sebelumnya berinteraksi dengan nilai saat ini. Ini dapat menyebabkan gangguan pada perhitungan yang benar, sehingga teknik komputasi yang lebih maju harus digunakan.

“Silq adalah bahasa pemrograman pertama yang secara otomatis mengidentifikasi dan menghapus nilai yang tidak lagi diperlukan,” jelas Bichsel.

Untuk melakukan ini, hanya perintah pemrograman yang tidak mengandung operasi kuantum khusus yang digunakan dalam metode penghitungan mereka.

“Tim kami yang beranggotakan empat orang telah membuat terobosan ini setelah dua tahun kerja berkat kombinasi keahlian yang berbeda dalam desain bahasa, fisika kuantum, dan implementasi. Jika tim penelitian dan pengembangan lainnya menerima inovasi kami, itu akan menjadi keberhasilan besar,” kata Bichsel.