Κβαντικοί Υπολογισμοί Και Κβαντικός Προγραμματισμός

Abstract

Ο σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη των κβαντικώνυπολογισμών υπό το πρίσμα των κβαντικών γλωσσών προγραμματισμού.Στα πλαίσια αυτά εξετάσαμε την γλώσσα κβαντικού προγραμματισμούnQML και προχωρήσαμε στην προσθήκη ενός νέου τελεστή ο οποίοςαντλεί στοιχεία από τον παράλληλο προγραμματισμό και τις κλασικές συναρτήσειςκαι προσπαθεί να τα προσαρμόσει στο κβαντικό μοντέλο υπολογισμού καιτην κβαντική εκδοχή του παραλληλισμού. Ο τελεστής αυτός εντάχθηκε ομαλάστην ήδη υπάρχουσα γλώσσα επεκτείνοντας το συντακτικό, το σύστημα τύπων καιτην σημασιολογία της. Επιπλέον, ορίσαμε μία νέα σημασιολογία για τηνγλώσσα η οποία βρίσκεται πολύ κοντά στο μαθηματικό μοντέλο των κβαντικών υπολογισμών,βοηθώντας έτσι στην κατανόηση της λειτουργίας της nQML αλλά και τωνκβαντικών υπολογισμών αυτών καθ αυτών. Η συνάρτηση που αποδίδεισημασία στις εκφράσεις της nQML υλοποιήθηκε σε Haskell και αυτήη υλοποίηση μας χρησίμευσε στο να υπολογίζουμε εύκολα και γρήγορατις σημασίες εκφράσεων της nQML και να ελέγχουμε αν όντως ταιριάζουνμε τα θεωρητικά αποτελέσματα. Τέλος, διατυπώσαμε τον αλγόριθμο τουShor σε nQML και παίρνοντας την σημασία του οδηγηθήκαμε στην σωστήπαραγοντοποίηση του αριθμού 15.