quAPL:使用数组编程语言建模量子计算
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摘要 — 大多数当代量子编程语言将计算描述为电路,使用主机经典对应物来驱动量子程序的执行。然而,电路模型增加了量子算法开发的复杂性,并降低了量子程序中语法和形式语义之间联系的透明度。我们认为,生成不参考电路的高级量子编程语言是可能的和必要的。我们总结了未来高级量子编程语言的理想特性,并提供了证据支持数组编程语言是电路级及更高级别量子算法表达的自然范式。我们强调了为什么 APL 是一种有利可图的主机编程语言,可以逐步实现这一目标。特别是,我们展示了 APL 提供的特性(例如对复数和矩阵运算的本机支持)如何自然地捕获量子运算,同时带来一种不太混乱的语法,用于编码和封装量子电路执行的线性特性。我们讨论了 quAPL 的实现细节,quAPL 是一个用于量子电路规范、模拟和执行的 APL 库,旨在逐步实现可组合的程序抽象。最后,我们讨论了我们工作的更广泛影响以及我们研究计划的下一步。索引术语 —APL、数组编程语言、quAPL、量子计算、量子编程

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