c't 6/2020
S. 146
Praxis
Programmierung von Quantencomputern
Bild: Albert Hulm

Hallo, Quantenwelt!

Wie man mit Quantengattern programmiert

Universelle Quantencomputer sind Objekte aktiver Forschung. Trotzdem kann man schon lernen, wie man sie programmiert. Um etwas Mathematik kommt man zwar nicht herum, aber die Programmierung ist keine rein abstrakte Denkaufgabe: Verschiedene Firmen bieten APIs und Interfaces für Quantum-Computing in der Cloud, die auch Privatpersonen ­offenstehen und sich zum Expe­rimentieren eignen.

Von Florian Neukart

Verglichen mit klassischen Computern befinden sich Quantencomputer und deren Programmierung noch in den Kinderschuhen. Analog zu den Anfangstagen klassischer Rechner muss man deswegen mit relativ rudimentären Strukturen arbeiten. Nach Methoden zum Deklarieren und Setzen von Variablen oder nach Funktionen, Schleifen und Anweisungen darf man nicht suchen. Stattdessen beschreibt man das gewünschte Verhalten direkt als Verschaltung und Manipulation von Qubits.

Wie man das macht, hängt von der Architektur des verwendeten Quantencomputers ab. Quantengattercomputer programmiert man – wie der Name nahelegt –, indem man Logikgatter definiert und auf die Qubits anwendet. Solche „Gate Model“-Quantencomputer können beliebige Berechnungen ausführen, sie sind universell. Das Prinzip der Gatter ähnelt herkömmlichen Rechnern, die mithilfe klassischer Gatter operieren (siehe Kasten „Klassische Logikgatter“).

Kommentieren