Čo je kvantový softvér?

Kvantový softvér nie je softvér v tradičnom zmysle, ktorý beží na klasickom počítači. Namiesto toho je to súbor pokynov alebo algoritmov navrhnutých na vykonanie na kvantovom počítači. Využíva princípy kvantovej mechaniky, ako je superpozícia a zapletenie, na vykonávanie výpočtov, ktoré sú pre klasické počítače nemožné alebo nepraktické.

Tu je rozdelenie toho, čo robí kvantový softvér jedinečný:

* Cieľový hardvér: Je špecificky napísaný na beh na kvantovom hardvéri, ako sú supravodivé qubity, zachytené ióny alebo fotonické systémy. Každý typ kvantového hardvéru má svoje vlastné vtipky a obmedzenia, takže softvér musí byť podľa toho prispôsobený.

* kvantové algoritmy: Kvantový softvér využíva kvantové algoritmy, ktoré sa zásadne líšia od klasických algoritmov. Tieto algoritmy využívajú kvantové javy na efektívnejšie riešenie konkrétnych problémov. Medzi slávne príklady patrí Shorov algoritmus (pre faktorovanie veľkého počtu) a Groverov algoritmus (na vyhľadávanie netriedených databáz).

* kvantové programovacie jazyky: Na písanie kvantového softvéru sa používajú špecializované programovacie jazyky. Tieto jazyky často abstraktujú niektoré zložitosti kvantového hardvéru, čo vývojárom uľahčuje písanie a ladenie kvantových programov. Príklady zahŕňajú Qiskit (IBM), CIRQ (Google) a Pennylane.

* Klasické komponenty: Kvantové počítače často vyžadujú významný klasický výpočtový výkon pre úlohy, ako je ovládanie kvantového hardvéru, údaje pred a následným spracovaním a riadenie celkového pracovného toku. Preto kvantový softvér často interaguje s klasickými softvérovými komponentmi.

* hybridné prístupy: Mnoho súčasných kvantových aplikácií zahŕňa hybridný prístup, kde sa s časťami výpočtu zaobchádza klasicky a ďalšie časti sú delegované na kvantový počítač. Je to preto, že kvantové počítače sú stále v počiatočných štádiách vývoja a majú obmedzené schopnosti v porovnaní s klasickými počítačmi.

* Simulátory: Pred nasadením algoritmov na skutočný kvantový hardvér (ktorý je drahý a obmedzený dostupnosť) sa kvantový softvér často testuje a ladí pomocou kvantových simulátorov. Tieto simulátory bežia na klasických počítačoch a poskytujú virtuálne prostredie na simuláciu správania kvantového počítača.

Stručne povedané, kvantový softvér je mostom medzi naším klasickým porozumením výpočtu a potenciálne revolučnými schopnosťami kvantových počítačov. Je to rýchlo sa vyvíjajúca oblasť a jeho vývoj je úzko spojený s pokrokom samotného kvantového hardvéru.

• Predchádzajúca strana: Ako je možné nájsť softvér na sledovanie kvality? 
• Ďalšia strana: Aký aplikačný softvér by vytvoril systém elektronického registra?