Programming multi-level quantum gates in disordered computing reservoirs via machine learning and TensorFlow
University Sapienza(萨皮恩扎大学);National Research Council (ISC-CNR)(国家研究委员会(复杂系统研究所));University of Twente(特文特大学);Heriot-Watt University(赫瑞-瓦特大学)
新型机器学习计算工具为量子信息系统开辟了新的前景。在这里,我们采用开源编程库TensorFlow来设计多级量子门,包括由随机酉矩阵表示的计算库。在光学中,储存器是无序介质或多模光纤。我们表明,可训练的运营商在输入和读出,使一个实现多级门。我们研究了各种量子门,包括算法的缩放特性与水库的大小。尽管最初的低斜率学习阶段,TensorFlow是一个非常通用的资源,用于设计具有复杂介质的门,包括使用具有量化调制水平的空间光调制器的不同模型。
2019-10-03 cs.LG physics.optics quant-ph
Monotonicity of the quantum linear programming bound
目前已知的最强大的技术限制量子码的大小的规定的最小距离是量子线性规划界。与经典的线性规划界不同,如果量子线性规划的约束对于维数K是可满足的,那么这些约束对于所有较低的维数都可以满足,这一点并不明显。我们证明了量子线性规划界在这个意义上确实是单调的,并给出了一个显式单调的重新表述。
1998-02-27 quant-ph
Notes on Deterministic Programming of Quantum Observables and Channels
我们研究了量子线路的确定性可编程性的局限性,例如,量子计算机更准确地说,我们分析了通过量子万用表的量子可观测量和信道的编程。我们表明,任何两个不同的尖锐的观测值的编程向量必然是正交的,只要后处理是不允许的。然后,该结果直接意味着任何两个不同的酉信道也需要正交的规划向量。该方法推广了Nielsen和Chuang首先证明的著名正交性结果。此外,我们给出了一个有效的量子规划中的一个的大小界限。
2015-05-13 quant-ph
The Arrow Calculus as a Quantum Programming Language
我们表示量子计算(测量)使用箭头演算扩展与一元结构。这个框架表达了量子编程,在存在计算效应的情况下,使用人们熟知的经典编程模式进行编程。此外,箭演算的五个定律为包含测量的量子计算的等式推理提供了一个方便的框架。
2009-04-10 quant-ph
Limitations on post-processing assisted quantum programming
量子计数器是一种可编程器件,它可以根据插入其中的编程量子态来实现不同观测量的测量。这种布置相对于单一用途器件的优点在于其多功能性:人们可以简单地通过改变编程状态来实现各种测量。测量输出数据的经典操作称为后处理。在这项工作中,我们研究了后处理辅助量子编程,这是一个协议,量子编程和经典的后处理相结合。我们提供的例子表明,这两个过程相结合,可以更有效地比他们单独使用。此外,我们推导出一个不等式的编程资源,其相应的编程可观的,从而使我们能够研究的限制后处理辅助量子编程。
2017-05-09 quant-ph
Multi-programming Cross Platform Benchmarking for Quantum Computing Hardware
随着量子硬件技术的快速发展,对量子计算机性能进行基准测试变得很有吸引力。在本文中,我们提出了一个新的量子计算机基准测试方面,通过使用多编程机制评估硬件利用率的限制-一种在量子机器中同时执行多个电路的技术。这是第一次尝试比较的评价多编程的离子和超导设备。基于实验结果,在捕获离子设备上执行多程序设计比超导机器表现出更好的结果,而不会失去任何保真度独立执行。
2022-06-07 quant-ph
Programming quantum computers using 3-D puzzles, coffee cups, and doughnuts
为量子计算机编程的任务就像量子力学本身一样奇怪。但现在看来,一个简单的3D拼图可能是量子软件工程师未来的工具。
2016-09-21 quant-ph
Simple Quantum State Encodings for Hybrid Programming of Quantum Simulators
特别是稀疏的量子态可以用简单的经典数据结构有效地编码。我们展示了使用经典数据库对量子态进行编码的可行性,并提出了进一步优化量子模拟的方法,以更简单的“半量子”电路为目标。
2022-04-23 quant-ph
QRunes: High-Level Language for Quantum-Classical Hybrid Programming
量子-经典混合算法因其在噪声中等尺度量子器件中实现“量子优势“的潜力而备受关注。在这里,我们介绍QRunes,一种用于混合编程的跨平台量子语言。QRunes可以编译到各种主机后端,允许用户编写可移植的量子子程序。混合编程基于类型系统,该类型系统用于决定语句应该在何处运行。我们还介绍了Qurator,一个VSCode插件,它支持QRunes语言和两个主机后端。
2019-01-24 quant-ph
Quantum operation, quantum Fourier transform and semi-definite programming
分析了一类基于$d-$能级量子系统(简称量子系统)几何表示的量子操作.一个充分和必要的条件,表示在量子傅里叶变换,完全阳性,这类操作。一类更一般的操作qudits也被认为是其完全正的条件是著名的半定规划问题。
2003-12-25 quant-ph
Simulation of Quantum Algorithms with a Symbolic Programming Language
本研究探讨了在经典计算机上模拟量子算法。在经典计算机上实现的程序代码将是量子力学的数学公式和计算方法之间的直接联系。计算语言将包括公式,如量子态,叠加和量子算子。
2007-05-24 quant-ph
On the Problem of Programming Quantum Computers
我们研究量子计算机的物理实现对其逻辑运算的影响。通过对量子计算机硬件物理模型的仿真,分析了量子计算机物理实现编程中遇到的困难。我们讨论了量子算法不稳定性的起源,并探讨了扩大稳定操作区域的物理机制。
2000-09-27 quant-ph
Quantum optical device accelerating dynamic programming
本文讨论了基于量子光学系统的模拟计算机加速动态规划的一些计算问题。这些计算机,至少在原则上,可以通过实际存在的设备来实现。我们估计,在解决一些NP难问题,可以得到这样一种方式与确定性计算机的加速
2010-11-23 quant-ph
ONDA: A High-Level Quantum Programming Language with Sequential Execution and Conditional Branching
本文提出高级量子编程语言 ONDA,利用自主量子微架构支持顺序执行、条件分支与循环等控制结构,从而降低量子编程复杂度。
2025-03-18 quant-ph
Finite quantum tomography via semidefinite programming
利用凸半定规划方法和超算子方法,我们得到了几种混合量子态的有限量子层析,如:量子位层析、N-量子位层析、相位层析和相干自旋态层析,所得结果与文献\cite{schack,Pegg,Barnett,Buzek,Weigert}的结果一致.
2007-07-26 quant-ph
Process optimized quantum cloners via semidefinite programming
我们应用半定规划设计了1到2个对称量子比特的量子克隆器。这些针对其联合输出状态相对于多个原件的产品的平均保真度进行优化。我们设计了1到2个量子比特的克隆器,用数值方法寻找最佳逼近非物理映射的完全正映射。我们讨论了这样设计的克隆机的属性。
2013-07-18 quant-ph
Operational Semantics and Type Soundness of Quantum Programming Language LanQ
我们提出了一个命令式量子编程语言LanQ,它的目的是支持量子和经典编程和基本的进程操作的组合-进程创建和进程间通信。因此,该语言可以用于实现经典和量子算法和协议。它的语法类似于C语言,这使得现有程序员很容易学习。在本文中,我们提出了操作语义的语言和类型的可靠性证明的非通信部分的语言。我们提供了一个量子随机数生成器的运行示例。
2007-08-07 quant-ph
Hybrid Programming for Near-term Quantum Computing Systems
最近涉及量子处理单元(QPU)的计算已经证明了混合经典量子编程,编译,执行以及验证和验证所固有的一系列挑战。尽管取得了相当大的进展,但系统级噪声,有限的低级指令集,远程访问模型以及整体缺乏可移植性和经典集成,提出了必须克服的近期编程挑战,以便实现可靠的科学量子计算并支持强大的硬件基准测试。在这项工作中,我们借鉴我们在编程QPU的经验,以确定共同的问题和挑战,并详细介绍了在当前的混合经典-量子计算范例中减轻这些挑战的最佳实践。在此讨论之后,我们将介绍XACC量子编译和执行框架,作为一种与硬件和语言无关的解决方案,可以解决许多混合编程挑战。XACC支持可扩展的方法,用于跨日益多样化的QPU集管理各种编程、编译和执行问题。我们使用最近的核物理模拟来说明该框架如何减轻编程,编译和执行挑战,并管理QPU增强的科学应用程序中存在的复杂工作流程。最后,我们编纂的混合科学计算工作流程,以确定未来需要改进的关键领域。
2018-05-23 quant-ph
A dynamic programming approach for distributing quantum circuits by bipartite graphs
近期的大型量子计算机无法作为单个处理单元运行。因此,需要将量子线路划分为更小的部分,然后在小单元上执行每个部分。这种方法被称为分布式量子计算。在这项研究中,提出了一个动态规划算法,以尽量减少在分布式量子线路(DQC)的通信数量。该算法包括两个步骤:首先将量子电路转化为二分图模型,然后提出一种动态规划方法(DP)将模型划分为小容量的量子线路。所提出的方法进行了评估的一些基准量子线路显着减少所需的传送的数量。
2020-05-03 quant-ph
Experimenting quantum phenomena on NISQ computers using high level quantum programming
我们执行量子擦除器,Elitzur-Vaidman炸弹,和哈代悖论实验使用高级编程语言的通用,基于门的超导量子处理器由IBM公开提供。用于这些实验的量子线路使用单量子比特和多量子比特门的混合,并且需要高的纠缠门精度。结果与量子力学的理论预测一致,对使用多达3个量子位的电路具有高置信度。量子计算机和高级语言作为实验和研究量子现象的平台的力量从此得到了证明。
2022-02-08 quant-ph
High-performance state-vector emulator of a gate-based quantum processor implemented in the Rust programming language
本文提出一个用Rust实现的高性能态矢量量子处理器模拟器,支持OpenQASM 2.0和Python API,通过数值基准测试验证性能,旨在用于新量子算法的设计与验证。
2022-09-23 quant-ph
Quantum Dynamic Programming
本文提出量子动态规划,利用存储的中间量子态相干生成递归步骤酉算子,在定点量子递归中以增加电路宽度为代价实现电路深度的指数级缩减,并展示了其在Grover搜索变体、量子虚时演化及Schmidt基量子态制备中的应用。
2025-02-14 quant-ph
Programming physical realizations of quantum computers
我们研究量子计算机的物理实现对其逻辑运算的影响。通过对量子计算机硬件物理模型的仿真,分析了量子计算机物理实现编程中遇到的困难。受控非操作和Grover的数据库搜索算法的逻辑上相同的实现的例子被用来证明量子计算的结果相对于量子计算机的物理实现是不稳定的。我们讨论了这些不稳定性的起源,并讨论了克服这一点的可能性,实际上,量子计算机的基本限制。
2001-04-18 quant-ph
Separation of gates in quantum parallel programming
当前量子计算机中的量子比特数量是其更广泛应用的主要限制。为了解决这个问题,Ying设想使用两个或多个小容量量子计算机通过量子并行编程产生更大容量的量子计算系统([M. S. Ying,Morgan-Kaufmann,2016])。这样做的主要障碍是将整个电路中的量子门分开,以产生局部门的张量积。本文从理论上分析了有限维和无限维系统中多体量子门可分离的充分必要条件。然后,我们使用QSI软件在IBM量子计算机上使用n量子位量子门进行分离实验。
2021-10-28 quant-ph
Composable Programming of Hybrid Workflows for Quantum Simulation
我们提出了一个可组合的设计方案的混合量子/经典算法和工作流程的发展应用程序的量子模拟。我们的面向对象的方法是基于构建一组表达的共同的数据结构和方法,使各种各样的复杂的混合量子模拟应用程序的编程。我们方案的抽象核心是从对现有量子模拟算法的分析中提炼出来的。随后,它允许通过我们的设计定义的抽象核心类的扩展,专业化和动态定制的新的混合算法和工作流的合成。我们实现我们的设计方案,使用硬件无关的编程语言QCOR到EQUIPMENT SiMo库。为了验证我们的实现,我们测试并展示了它的实用程序的商业量子处理器从IBM,运行一些原型量子模拟。
2021-01-20 quant-ph
On the most efficient unitary transformation for programming quantum channels
我们解决的问题,找到最佳的联合酉变换系统+辅助,这是最有效的编程系统上的任何所需的通道,通过改变状态的辅助。对于dim(H)=2的情形,我们给出了系统和辅助系统的一个解.
2005-09-26 quant-ph
Classical Concepts in Quantum Programming
计算机技术的快速发展伴随着软件开发的相应演变,从硬连线组件和二进制机器代码到高级编程语言,这使得能够掌握不断增加的硬件复杂性并充分发挥其潜力。本文研究了如何在量子计算中使用硬件抽象、层次程序、数据类型、内存管理、控制流和结构化编程等经典概念。实验语言QCL将作为一个例子,如何不可逆的功能,局部变量和条件分支,没有直接的量子对应物,可以实现的元素,以及如何非经典的功能,如可逆性的幺正变换或非观测性的量子态可以在一个过程编程语言的框架内。
2003-04-29 quant-ph
Programming Pulse Driven Quantum Computers
弱耦合量子系统的阵列可以通过将它们置于具有明确定义的频率和长度的电磁脉冲序列中来进行计算。这样的脉冲阵列是真正的量子计算机:比特可以叠加在0和1中,逻辑运算相干地发生,并且仅在纠错时才需要耗散。这种计算机的编程是通过选择适当的脉冲序列来完成的。
1999-12-17 quant-ph
Suboptimal quantum-error-correcting procedure based on semidefinite programming
本文考虑一个简化的纠错问题:对于一个固定的编码过程,寻找一个级联的量子信道,使得输入和输出之间的最差保真度变为最大。利用量子信道的一对一参数化,提出了一种基于半定规划的次优纠错信道的求解方法。通过比特翻转信道译码的实例验证了该方法的有效性。
2006-06-13 quant-ph
Logic programming as quantum measurement
重点讨论了量子定理证明与量子定理证明的并置问题。概述了量子系统命题验证的逻辑内容。引入Zittereingang(颤抖输入)原则是为了增强谓词可满足性问题的解决方案,前提是处理器能够使用连续输入执行操作。提出了一种用量子系统实现Zittereingang机的方法。
1995-06-29 quant-ph
An Algebra of Pure Quantum Programming
我们发展了一个健全的和完整的方程理论的功能量子程序设计语言QML。该理论的可靠性和完整性是相对于先前开发的QML指称语义。完整性证明也产生了一个标准化算法,通过评估方法进行标准化。目前的工作集中在省略测量的QML的纯片段。
2005-06-01 quant-ph
Quantum-Inspired Solvers on Mixed-Integer Linear Programming Problem
混合整数线性规划(MILP)在人工智能、生物化学、金融、密码学等领域有着重要的应用。尽管MILP算法已经流行了几十年,但由于其复杂性和摩尔定律的失效而导致的资源消耗仍然限制了MILP算法的研究。量子Ising机作为一种新的计算范式,通过将整数规划问题约简为伊辛模型,可以用来求解整数规划问题。因此,有必要了解量子启发求解器的技术演变,以打破瓶颈。本文介绍了MILP的概念和传统算法。然后,以伊辛模型为重点,总结了退火炉和相干伊辛机的原理和实现方法。最后,本文讨论了未来小型化求解器的挑战和机遇。
2022-04-10 quant-ph
Evaluating probabilistic programming languages for simulating quantum correlations
本文探讨了如何使用概率编程来模拟EPR实验环境中的量子关联。概率程序基于标准概率,不能产生量子关联。为了解决这个问题,超图形式主义的编程,既表示测量环境的EPR实验设计以及相关的约束。四个当代开源概率编程框架被用来模拟EPR实验,以揭示其相对有效性从定性和定量两个方面。我们发现,所有四种概率语言都成功地模拟了量子关联。详细的分析表明,没有一种语言在所有维度上都明显优于其他语言,但是,这种比较确实突出了在使用概率程序模拟量子物理实验时可以考虑的方面。
2018-11-11 quant-ph
TensorLy-Quantum: Quantum Machine Learning with Tensor Methods
仿真对于开发量子硬件和算法至关重要。然而,由于量子态空间的指数标度性,在经典硬件上模拟量子线路具有挑战性。虽然因子分解张量可以大大减少这种开销,但基于张量网络的模拟器相对较少,并且通常缺乏关键功能。为了解决这一缺陷,我们创建了TensorLy-Quantum,这是一个采用PyTorch API的用于量子线路模拟的Python库。我们的库利用现有TensorLy生态系统的优化张量方法来表示,模拟和操纵大规模量子线路。通过紧凑的张量表示和高效的运算,TensorLy-Quantum可以在单个GPU上扩展到数百个量子位,在多个GPU上扩展到数千个量子位。TensorLy-Quantum是开源的,可在https://github.com/tensorly/quantum上访问
2021-12-19 quant-ph
Airline Fleet Assignment Problems with Binary and Integer Programming models: Classical vs Quantum Annealing
Tata Consultancy Services(塔塔咨询服务公司)
本文通过对比经典与量子退火方法,探讨了二进制和整数规划模型在航空公司机队分配问题中的应用及优化效果。
2026-02-13 quant-ph
Semidefinite Programming in Quantum Information Science
本书系统介绍半定规划理论及其在量子信息科学中的广泛应用,涵盖量子态估计、纠缠检测等核心问题,为研究生提供统一且易学的数值方法教材。
2023-06-20 quant-ph
A Faster Quantum Algorithm for Semidefinite Programming via Robust IPM Framework
本文研究凸优化中的一个基本问题,即高精度求解半定规划。本文遵循[Huang,Jiang,Song,Tao and Zhang,FOCS 2022]的现有稳健的基于SDP的内点方法分析。然而,以前的工作只提供了一个有效的实现在经典的设置。这项工作提供了一种新的量子实现。我们给出了一个量子二阶算法,它在输出的最优性和可行性方面都具有高精度,并且它的运行时间依赖于$\log(1/ε)$。由于量子本身或一阶方法的限制,现有的量子SDP求解器要么具有多项式误差依赖性,要么在可行性上精度较低。
2023-02-06 quant-ph
Optimal approach to quantum communication using dynamic programming
远距离系统间纠缠的可靠制备是量子信息科学和量子通信中的一个突出问题。在实践中,这必须通过噪声信道(如光纤)来实现,这些噪声信道通常会导致量子信号在大距离处的指数衰减。一类特殊的量子纠错协议--量子中继器协议--可以用来克服这种损失。在这项工作中,我们介绍了一种方法,系统地优化现有的协议和开发新的,更有效的协议。我们的方法利用了基于动态规划的搜索算法,其复杂性仅与通信距离成多项式关系,使我们能够有效地确定接近最优的解决方案。我们发现制备长距离纠缠态的速度和最终态的保真度都有显著的提高。
2007-10-31 quant-ph
Utilizing classical programming principles in the Intel Quantum SDK: implementation of quantum lattice Boltzmann method
本文在英特尔量子SDK中运用模块化等经典编程原则实现量子格子玻尔兹曼方法,通过状态向量模拟器验证并设计电路优化策略,为后续在量子硬件上执行奠定基础。
2024-07-05 quant-ph
isQ: Towards a Practical Software Stack for Quantum Programming
本文提出量子编程软件栈 isQ,其命令式语言及编译器支持递归等特性,可编译为多种中间表示,并对接真实超导硬件与 QIR 模拟器,旨在让程序员更便捷地编写量子程序。
2023-11-21 quant-ph
Developing Programming Assignments for Teaching Quantum Computing and Quantum Programming
本研究介绍了多种用于实践式量子计算教学的编程作业,可帮助学习者掌握量子软件开发全流程的实操技能。
2023-12-15 physics.ed-ph quant-ph
Quantum Predicative Programming
这项工作的主题是量子预测编程--研究在量子计算机上执行的程序的开发。我们在程序开发的正式方法或编程方法论的背景下看待编程。我们的工作是基于概率预测编程,最近概括的良好的预测编程。它支持程序开发的风格,其中每个编程步骤都被证明是正确的。我们继承了该理论的优点,如它的通用性,递归程序的简单处理,时间和空间的复杂性,和通信。我们的量子编程理论提供了编写经典和量子规范的工具,开发实现这些规范的量子程序,并在同一框架中推理它们的相对时间和空间复杂性。
2006-02-17 cs.PL quant-ph
Models of quantum computation and quantum programming languages
本文的目的是介绍量子信息论中使用的基本计算模型。我们回顾了量子图灵机、量子电路和量子随机存取机(QRAM)的各种模型以及它们的经典对应物。我们还介绍了量子程序设计语言,这是使用QRAM模型开发的。我们回顾了几种现有的量子程序设计语言的语法,并讨论了它们的特点和局限性。
2011-12-03 cs.PL quant-ph
Classical and Quantum Data Interaction in Programming Languages: A Runtime Architecture
我们提出了一个运行时架构,可用于量子编程语言及其编程环境的开发。所提出的运行时架构能够在经典数据和量子数据之间进行动态交互,遵循量子计算机在云中作为批处理计算机可用的限制,在其执行期间不与经典计算机进行交互。这是通过将量子代码生成留给运行时并引入量子测量的未来概念来完成的。当在量子编程语言中实现时,这些策略旨在促进量子应用程序的开发,特别是对于初学者和学生。该运行时架构适用于当前的噪声中尺度量子计算机,也适用于仿真和未来的容错量子计算机。
2020-05-29 cs.PL quant-ph
Extending scientific computing system with structural quantum programming capabilities
我们提出了一个基本的高级结构用于开发量子程序设计语言。所提出的结构是许多现有量子程序设计语言中常用的,我们使用基于QCL量子程序设计语言的量子伪码来描述它们。我们还介绍了在科学计算的GNU Octave语言中引入的结构的实现。在实现中使用的程序可作为一个包量子倍频程,提供了一个函数库,这有利于量子计算的模拟。该软件包还允许将高级编程概念纳入GNU Octave和Matlab的仿真中。因此,它将高级量子程序设计语言特有的功能与现代科学计算系统中常见的高效计算例程的全部调色板连接起来。为了呈现所描述的包的主要特征,我们提供了所选择的量子算法的实现。我们还展示了如何量子误差可以考虑在量子算法的模拟使用量子倍频程包。这是可能的,这要归功于对密度矩阵进行操作的能力。
2010-06-08 cs.PL quant-ph
QuECT: A New Quantum Programming Paradigm
量子计算构成了计算机科学的一个迅速扩展的子领域。有效的量子编程语言的可用性促进了量子算法的开发,文献中已经提出了大量的方法,从基于GUI的简单工具到精心设计的独立编程语言。在本文中,我们提出了一种新的范例称为量子嵌入电路技术(QuECT),允许程序员嵌入一个电路图在一个经典的“主机”语言。该范式可以在任何现代古典语言中实现。作者使用Java开发了一个原型。
2011-04-04 cs.PL quant-ph
Extending the OmpSs-2 Programming Model for Hybrid Quantum-Classical Programming
本研究扩展OmpSs-2编程模型以支持量子计算机卸载,通过修改Clang编译器和Nanos6运行时,并开发网络模拟器,用四个示例验证了混合量子-经典编程的可行性。
2025-02-28 cs.ET quant-ph
Semantics and simulation of communication in quantum programming
我们提出了量子编程语言cQPL,它是QPL的扩展版本[P. Selinger,Math.Struct.in Comp.Sci. 14(4):527-586,2004]。它能够进行量子通信,并且可以用来制定所有可能的量子算法。此外,它拥有基于超算子偏序的指称语义,并使用广义希尔伯特空间上的不动点来形式化(除了量子编程语言预期的所有标准特征之外)任意数量的参与者之间的经典和量子数据的交换。此外,我们提出了一个cQPL编译器,生成量子模拟器的代码的实现。
2005-11-15 cs.PL quant-ph
MCBeth: A Measurement Based Quantum Programming Language
基于门的量子程序设计语言无处不在,但基于测量的语言目前只存在于纸上。这项工作介绍了MCBeth,量子程序设计语言,它允许程序员直接表示,编程和模拟基于测量和集群状态计算的测量演算的基础上。虽然MCBeth程序旨在直接在硬件上执行,但为了利用当前的机器,我们还提供了一个编译器来编译基于门的指令。我们认为,与基于门的量子计算相比,基于测量的量子计算在实现常见的量子算法和分布式量子计算方面具有明显的优势。
2022-06-25 cs.PL quant-ph
Simulation of Quantum Mechanics Using Reactive Programming
我们在一个反应式编程框架中实现了对量子力学三个方面的模拟:自干涉、态叠加和纠缠。模拟基本上包括在一个元胞自动机嵌入在一个同步的环境,定义全球离散时刻和广播事件。该实施方案显示了如何模拟量子力学的基本方面,可以从少量的基本组件的同步并行组合。
2011-01-11 nlin.CG quant-ph
Lecture Notes: Programming Quantum Computers
量子计算是一种新兴的计算机技术。当前的量子计算设备正处于开发阶段,它们正逐渐变得适合于小型的现实世界应用。本讲座致力于编程这种量子计算设备的实际方面。这些课堂讲稿的第一部分集中在基于门的量子计算机的编程上,第二部分展示了如何对量子退火器进行编程。
2022-01-06 physics.comp-ph quant-ph
Programming with Quantum Mechanics
量子计算是一种新兴的范例,它为指数计算加速开辟了一个新时代。尽管如此,量子计算机还没有准备好用于商业用途。然而,今天必须对将开发量子加速解决方案的劳动力进行训练和资格认证,以便在未来获得量子优势。本教程给出了量子计算的广泛观点,抽象了大部分的数学形式主义,并提出了量子编程语言Ket的实践。目标读者是量子计算专业的本科生和研究生--学习本教程没有先决条件。
2022-10-27 cs.PL quant-ph
Quantum Recursive Programming with Quantum Case Statements
本文提出利用量子 case 语句递归定义大型酉变换的量子递归程序设计方案,定义配套语言与形式语义,并通过示例展示其可优雅表达量子算法。
2023-11-03 cs.LO cs.PL quant-ph
Cove: A Practical Quantum Computer Programming Framework
虽然还没有商业存在,量子计算机有能力解决某些类别的问题,这些问题在现有的基于图灵机的(经典)计算机上无法有效解决。要使量子计算机发挥作用,必须存在对其进行编程的方法。目前存在对量子计算机进行编程的提议,但所有现有的量子计算机都存在缺陷,使得它们在商业软件开发环境中不切实际。Cove是一个用于编程量子计算机的框架,它扩展了现有的经典语言以允许量子计算,从而为商业软件开发人员提供了一个量子计算工具包。由于Cove的目标用户是商业开发人员,因此它是一个面向对象的框架,可用于多种语言,并强调完整的文档。Cove的重点并不是软件产品,而是使量子计算对普通开发人员实用的基本概念。
2009-11-12 cs.PL quant-ph