Implementações de algoritmos quânticos para iniciantes Transações ACM na computação quântica

By | Junho 17, 2022

À medida que os computadores quânticos se tornaram disponíveis para o público em geral, houve a necessidade de treinar um grupo de programadores quânticos, muitos dos quais desenvolveram programas de computador clássicos durante a maior parte de suas carreiras. Embora os computadores quânticos atualmente disponíveis tenham menos de 100 qubits, espera-se que o hardware de computação quântica cresça em termos de número de qubits, qualidade e conectividade. Esta revisão visa explicar os princípios da programação quântica, que são bem diferentes da programação clássica, com uma álgebra simples que torna opcional a compreensão dos fascinantes princípios fundamentais da mecânica quântica. Damos uma introdução aos algoritmos de computação quântica e sua implementação em hardware quântico real. Exploramos 20 algoritmos quânticos diferentes, tentando descrever cada um de forma concisa e autossuficiente. Mostramos como esses algoritmos podem ser implementados em um computador quântico IBM e, em qualquer caso, discutimos os resultados da implementação, dadas as diferenças entre o simulador e o desempenho real do hardware. Este artigo apresenta cientistas da computação, físicos e engenheiros aos algoritmos quânticos e fornece um plano para sua implementação.

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