世界初の高水準プログラミング言語「Silq」が開発される – 量子コンピュータのプログラミングが容易になる

チューリッヒ工科大学のコンピューターサイエンティストは、量子コンピュータを安全に、信頼性を持ってプログラミングできる世界初の高水準プログラミング言語を開発しました。この新しいブレークスルーは、量子コンピューティングの分野で大きな前進であり、量子コンピュータのプログラミングを以前よりもはるかに容易にしました。

マーティン・ヴェチェックは、チューリッヒ工科大学のセキュア、信頼性の高い、インテリジェントなシステム研究所（SRI）のコンピューターサイエンス教授です。

「量子コンピュータのプログラミングは、研究者にとってまだ挑戦です」とヴェチェックは述べています。「それが私がチューリッヒ工科大学の量子コンピュータとプログラミング言語の開発における伝統を継続できることをとても楽しみにしている理由です。」

「私たちの量子プログラミング言語Silqは、既存の言語よりもコンパクトで、高速で、直感的で、プログラマーにとってより理解しやすいコードを提供するため、プログラマーが量子コンピュータの潜在能力をよりよく利用できるようになります。」

Silqは、プログラミング言語会議PLDI 2020で紹介されました。

量子コンピュータとクラシカルコンピュータ

量子コンピューティングは、ますます重要性を増しており、この技術には巨大な潜在能力があります。量子コンピュータは、量子エンタングルメントを利用して問題を解決することができ、クラシカルコンピュータよりも高速に問題を解決することができます。量子コンピュータは、クラシカルコンピュータが合理的な時間内で解決できない問題を解決することができます。

2019年の夏、量子コンピューティングは、特定の問題を最速のクラシカルコンピュータよりも高速に解決することができたため、さらに大きな進歩を遂げました。

しかし、まだ多くの課題があります。「量子アルゴリズム」の中には、エラーが多いため、量子ハードウェアで計算することができません。

新しい言語：Silq

現在の量子プログラミング言語は、特定のハードウェアに密接に関連しており、扱いにくく、エラーが多く発生します。これは、量子アルゴリズムを実装するために非常に詳細な指示が必要であるためです。

Silqは、この課題を克服するために開発されました。

「Silqは、ハードウェアの構築と機能に基づいて設計された最初の量子プログラミング言語ではありません。プログラマーが問題を解決しようとするときの考え方に基づいて設計されています。コンピューターのアーキテクチャと実装の詳細を理解する必要はありません」と、Silqの開発を担当したベンジャミン・ビッシェル博士課程学生は述べています。

Silqは、量子コンピュータのための最初の高水準プログラミング言語であり、より表現力が豊かで、複雑なタスクとアルゴリズムを記述するために必要なコードが少なくなります。このような言語は、プログラマーにとってより使いやすく、さまざまなコンピューターアーキテクチャに適用できます。

新しく開発された言語は、エラーの問題も解決します。クラシカルコンピュータは、メモリを解放するために自動的に値を消去する「ガベージコレクション」という方法を使用します。量子コンピュータでは、量子エンタングルメントのため、以前の計算値が現在の値と相互作用する可能性があり、計算の妨害につながる可能性があります。したがって、計算の高度なテクニックを使用する必要があります。

「Silqは、必要となくなった値を自動的に識別して消去する最初のプログラミング言語です」とビッシェルは説明しています。

これを行うには、特殊な量子操作を含まないプログラミングコマンドのみを使用して、不必要な値を消去します。

「私たちのチームは、言語設計、量子物理学、実装のさまざまな専門知識を組み合わせて2年間の作業を経て、このブレークスルーを達成しました。如果他の研究開発チームが私たちの革新を採用するなら、それは大きな成功になります」とビッシェルは述べています。