86
Квантовые компьютеры могли бы решать задачи, недоступные классическим, если бы могли полноценно работать. Одно из препятствий – перевод квантовых алгоритмов с абстрактных математических понятий в код, понятный квантовой машине. Специалисты из США разобрались, почему так сложно вынудить квантовые компьютеры выполнять алгоритмы и представили квантовый аналог виртуальной вычислительной машины.
В то время как для программирования на обычных компьютерах существует масса языков, квантовые лишены такой роскоши. Язык квантового программирования пока очень мало, и они относительно сложны в применении. Это, как пишет MIT News, происходит потому, что квантовые компьютеры не соблюдают классические правила выполнения шагов в определенном порядке – важный процесс, называемый управляющей логикой.
Специалисты из Лаборатории информации и искусственного интеллекта (CSAIL) Массачусетского технологического института описали новую концептуальную модель для квантовых компьютеров – квантовую контрольную машину, благодаря которой написание программного кода для квантовых компьютеров станет немного проще.
По мнению разработчиков, квантовые компьютеры не обязаны быть загадочными аппаратами, которые могут использовать только физики и математики.
Логика управления классических компьютеров проста и основана на бинарной оппозиции нулей и единиц, составляющих инструкции для вычислительной архитектуры. В квантовом компьютере основной элемент – это кубит, бит информации, существующий одновременно как ноль и единица. Квантовый алгоритм может выполнить суперпозицию из двух инструкций одновременно: это называют квантовой управляющей логикой.
Проблема в том, что существующие типы квантовых компьютеров не имеют аналога счетчика команд, как у классических компьютеров, определяющего, какое действие выполнять следующим. Программистам приходится вручную расставлять логические вентили. На это уходит много времени и легко ошибиться. Для решения этой проблемы была разработана квантовая контрольная машина – набор инструкций, действующих так же, как виртуальная вычислительная машина.
Характерной чертой квантовой контрольной машины стало то, что она включает в себя оборотные инструкции, необходимые квантовым алгоритмам, чтобы обрабатывать информацию, не нарушая случайным образом ее суперпозиции.
