Q#是量子计算:微软的一种新的编程语言

微软最近发布了一种新的编程语言的预览，该语言将专门用于量子计算编程：Q＃（发音为'Q-Sharp'）。

该公司的目标是最终创建一个完整的软件堆栈，让感兴趣的开发人员有机会在量子计算技术变得更容易获得之前了解量子计算编程。

为了支持量子计算编程，Q#是一种高级编程语言，用于编写脚本，这些脚本将在量子处理器上执行其子程序，量子处理器与接收结果的经典主机相连。这与cpu和gpu、cpu和fpga等混合计算机架构类型没有什么不同。

使用该语言的开发人员不需要有深入的量子物理学知识。对于感兴趣的人，微软确实提供了一个入门基本量子计算概念，覆盖矢量和矩阵数学，Qubit，Dirac符号，Pauli测量和量子电路。

Q＃开发套件可免费提供详细说明关于如何安装它和介绍性编程教程。Q#在Visual Studio量子模拟器上编译，模拟一个32量子位的量子处理器。Azure版的模拟器可以模拟多达40个量子位。

微软希望量子计算堆栈将包含几个不同的软件和硬件，所有层都在不同的温度下运行以运行。例如，可能需要低温处理器或FPGA来处理量子计算机中的误差纠正，并且经典主计算机也将与Qubbits不稳定的Quantum计算机一起工作。

Q＃旨在抽出从开发人员管理所有这些层的要求，以便使用看起来熟悉的语言，焦点可以保持在算法开发和问题解决方面。

Q#是什么样子的

乍一看，q#编程语言与大多数其他编程语言并没有什么不同，它与c#非常相似。

Microsoft提供的第一个教程涉及创建Q＃贝尔状态脚本 - 两个Qubits的四个纠缠状态。最终结果导致在程序输出中观察两个测量位的纠缠。后来教程通过编写脚本来扫描用户来模拟量子传送。Microsoft希望向遗嘱开发人员介绍这样的新颖概念可能会对语言和量子计算引起兴趣。

Q＃有一些有趣的原始类型。除了更典型的典型，如int，double，bool和string之外，还有pauli，范围，结果和qubit类型。

语言中还有许多Q＃Quirks，包括被称为操作的功能，等等。

用于传送的量子电路。图片礼貌微软。

操作传送（msg：qubit，其中：qubit）:(）{shod {使用（register = qubit [1]）{让这里=寄存器[0];h（这里）;cnot（这里，有）;cnot（msg，这里）;h（msg）;//测量纠缠。if（m（msg）==一个）{z（那里）;}如果（m（这里）==一个）{x（那里）;}}}}}

来自Q＃教程的传送脚本。辅导可用在这里。

对于更倾向于算法的人来说，检查一下量子算法动物园有关如何使用Q＃的想法。

用于解决难题的量子计算

预计量子计算将扰乱许多行业和领域，一旦可用和普遍存在。今天使用的许多加密方法将不再对量子计算有效，包括RSA。

然而，量子计算也将有助于我们解决非常复杂的问题。它甚至会解决加密问题最初撤消，因为据我们所涉及的量子加密将完全安全。

还有可能模拟药物设计的化学和蛋白质相互作用，可以为个人药物设计治疗打开门，其中药物是基于个体的遗传学开发的。或帮助我们通过天气和气候预测建模解决气候变化。我们将更接近成功建模人类大脑，创造更有能力的人工智能，基本上在每个主要技术领域都会跃入。

目前，我们可以通过熟悉Q＃而准备好，当我们开始将量子算法放在工作时，我们可以做好准备。

特色图片提供微软。