La programmazione quantistica è un modo per simulare problemi e algoritmi quantistici all’interno di uno spazio informatico utilizzando uno dei numerosi linguaggi di programmazione creati per questo compito. Mentre la programmazione quantistica si basa sulla programmazione del computer, è fatta dal punto di vista di uno scienziato piuttosto che di un programmatore. Esistono linguaggi di programmazione regolari che possono essere utilizzati per questa causa, ma non accettano prontamente i comandi della fisica quantistica, quindi possono essere ingombranti per questo scopo. Gli algoritmi potrebbero richiedere molta energia per essere simulati, quindi il computer che utilizza questo linguaggio dovrebbe essere abbastanza forte da eseguire la simulazione senza crash.
Ricercatori e scienziati usano comunemente algoritmi quantistici per risolvere problemi e per applicazioni del mondo reale, ma risolvere i problemi su carta o tramite una calcolatrice spesso non è così coinvolgente come può essere una simulazione. Con la programmazione quantistica, l’utente può inserire un algoritmo e il computer mostrerà esattamente cosa succede quando i valori vengono utilizzati nel mondo reale. Questo può aiutare negli esperimenti e nella creazione di prodotti che si basano sulla fisica.
All’esterno, la programmazione quantistica può sembrare qualsiasi altro linguaggio di programmazione per computer, ma ci sono alcune differenze che la migliorano per l’uso della fisica quantistica. Ad esempio, ci sono comandi non comunemente visti in altri linguaggi che aiutano gli utenti a inserire algoritmi quantistici. A differenza di altri linguaggi che possono creare programmi o far eseguire al computer molte azioni diverse, il linguaggio può solo formare simulazioni. Alcuni tag comuni utilizzati nella programmazione vengono modificati per conformarsi meglio ai tag e alle frasi utilizzate nella fisica quantistica.
Prima della programmazione quantistica arrivarono i linguaggi di programmazione che potevano in parte ricoprire questo ruolo, ma c’erano molti problemi che impedivano loro di essere popolari. Per uno, le lingue non sono state ottimizzate per algoritmi quantistici. L’altra grande differenza è che le misurazioni ei valori dovevano essere misurazioni del computer, come bit e pixel, che si sono rivelate ingombranti.
Alcuni algoritmi quantistici piccoli e di base richiedono pochissima energia per la simulazione, ma la maggior parte delle simulazioni effettuate tramite la programmazione quantistica richiede più energia e produce più calore di quanto la maggior parte dei computer normali possa sopportare. Ciò significa che i server sono comunemente necessari per aiutare a elaborare l’algoritmo senza causare il crash del computer. Il computer potrebbe anche aver bisogno di un raffreddamento aggiornato per garantire che non si surriscaldi, sebbene ciò sia richiesto principalmente per le persone che simulano costantemente algoritmi molto avanzati.