Bilim İnsanları İlk Yüksek Düzeyli Kuantum Bilgisayar Programlama Dilini Geliştirdi

ETH Zürih’teki bilgisayar bilimcileri, klasik bilgisayarlar kadar güvenli ve güvenilir bir şekilde programlayabilen ilk yüksek düzeyli programlama dilini geliştirdiler. Yeni buluş, kuantum bilgisayarların programlanmasını çok daha kolay hale getiren önemli bir adımdır.

Martin Vechec, ETH’nin Güvenli, Güvenilir ve Akıllı Sistemler Laboratuvarı’nda (SRI) bilgisayar bilimi profesörüdür.

“Kuantum bilgisayarları programlamak hala bir challenge için araştırmacılar için,” diyor Vechev. “Bu nedenle, ETH Zürih’in kuantum bilgisayarları ve programlama dilleri geliştirme geleneğini devam ettirebileceğimiz için çok heyecanlıyım.”

“Quantum programlama dili Silq, mevcut dillere göre daha kompakt, daha hızlı, daha sezgisel ve programcılar için daha kolay anlaşılabilir bir şekilde kuantum bilgisayarların potansiyelini kullanmayı sağlar.”

Silq, programlama dilleri konferansı PLDI 2020‘de tanıtıldı.

Kuantum Bilgisayarlar vs Klasik Bilgisayarlar

Kuantum hesaplama giderek daha önemli hale geliyor ve bu teknoloji ile büyük bir potansiyel var. Kuantum bilgisayarlar, klasik bilgisayarlara göre daha hızlı sorunları çözebiliyorlar, çünkü kuantum durumlarını kullanıyorlar. Bu durumlar, belirli zaman noktalarında bilgi parçalarının örtüştüğü yerlerde oluşuyor ve bilgisayarlar, klasik bilgisayarların makul bir zaman diliminde çözemediği sorunları ele alabiliyor.

2019’un sonlarında, kuantum hesaplama bir başka büyük ilerleme kaydetti, çünkü bir kuantum bilgisayarı, belirli bir sorunu en hızlı klasik bilgisayardan daha hızlı çözebildi.

Son gelişmelere rağmen, hala birçok challenge var. Bazı “kuantum algoritmaları” kuantum donanımında hesaplanamaz, çünkü hatalarının seviyesi çok yüksek.

Yeni Dil: Silq

Mevcut kuantum programlama dilleri, belirli donanımla yakından ilgili ve bu dillerle çalışmak zor ve çok hata içeriyor. Bu, kuantum algoritmalarını uygulamak için çok ayrıntılı talimatlar gerektirmesinden kaynaklanıyor.

Silq, bu challenge’ı aşmak için geliştirildi.

“Silq, donanımın yapısı ve işleyişi hakkında her ayrıntıyı bilmelerine gerek kalmadan, programcıların bir sorunu çözmek istedikleri şekilde tasarlanan ilk kuantum programlama dilidir,” diyor Benjamin Bichsel, bir doktora öğrencisi ve Silq’ın sorumlusu.

Silq, kuantum bilgisayarlar için ilk yüksek düzeyli programlama dilidir, yani daha ifade edici ve karmaşık görevleri ve algoritmaları tanımlamak için daha az kod gerektirir. Bu tür diller, programcılar için daha kolay kullanılır ve farklı bilgisayar mimarilerine uygulanabilir.

Yeni geliştirilen dil, hatalar sorununu da ele alıyor. Klasik bilgisayarlar, belleği boşaltmak için otomatik olarak değerleri silme yöntemini kullanıyor, bu da “çöp toplama” olarak biliniyor. Kuantum bilgisayarlarında bu daha büyük bir sorun, çünkü kuantum dolanıklığı, önceden hesaplanan değerlerin güncel ones ile etkileşime girmesine neden olabilir, bu da doğru hesaplamaya müdahale edebilir.

“Silq, artık needed olmayan değerleri otomatik olarak tanımlayan ve silen ilk programlama dilidir,” diye açıklıyor Bichsel.

Bunu yapmak için, özel kuantum işlemleri içermeyen sadece programlama komutları kullanılmaktadır.

“Dört kişilik ekibimiz, dil tasarımı, kuantum fiziği ve uygulama alanındaki farklı uzmanlıkların birleşmesiyle iki yıllık çalışmanın ardından bu buluşu gerçekleştirdi. Diğer araştırma ve geliştirme ekipleri de bizim yeniliklerimizi benimserse, bu büyük bir başarı olacaktır,” diyor Bichsel.