Ученые придумали новый язык программирования для квантовых компьютеров

Ученые Массачусетского технологического института разработали новый язык программирования — Twist. С его помощью можно будет описывать текущее состояние вычислений квантовых компьютеров и выявлять возможные ошибки, сообщает MIT News.

"Наш язык Twist позволяет разработчику писать более безопасные квантовые программы, явно указывая, когда один кубит не должен быть запутан с другим", — говорит Чарльз Юань, аспирант Массачусетского технологического института в области электротехники и компьютерных наук.

Первая демонстрация возможностей нового языка программирования состоялась в середине января 2022 года на конференции "Симпозиум по принципам программирования 2022 года" в Филадельфии.

Что за квантовые компьютеры?

Квантовые компьютеры, в отличие от традиционных, использующих для вычислений биты, оперируют кубитами. Каждый кубит позволяет закодировать информацию одновременно в виде нулей и единиц.

Квантовая вычислительная машина — громоздкая, но она дает возможность обрабатывать огромное количество информации за счет использования эффектов квантовой механики. Так же, как и традиционный компьютер, его квантовый аналог использует языки программирования.

Показатель "запутанности" в квантовом компьютере — это своего рода вычислительный множитель для кубитов, который и дает такой машине большую вычислительную мощность. Если два кубита в компьютере запутаны между собой, то действие над одним кубитом изменит значение второго, даже если они физически между собой никак не связаны.

Но есть у квантовых вычислений и уязвимость. Если отказаться в процессе вычислений от данных одного кубита, без учета показателя запутанности с другими кубитами, это может привести к ошибке.

Специалисты МТИ создали собственный язык программирования для квантовых вычислений, не сложнее тех языков, что используются сейчас программистами. Он описывает и проверяет, какие фрагменты данных в квантовой программе запутаны.

Пример применения языка Twist: программист проверяет, какие данные в процессе вычислений сгенерированы программой как "мусор", и безопасно удаляет их. Такую концепцию ее создатели назвали "чистотой", она позволяет избавляться от ненужной части квантовых вычислений, гарантируя отсутствие запутанности выброшенных фрагментов.

Ранее Фокус сообщал, что в Германии был запущен квантовый компьютер, состоящий более чем из пяти тысяч кубитов.

На очереди — запуск квантового Интернета, позволяющего передавать данные без возможности взлома программ хакерами.

Также ученым удалось сохранять данные в квантовом компьютере больше пяти секунд благодаря ловушке из магнитов и лазеров.