量子コンピュータのプログラム言語はどうなるのでしょうか

Question

現実的ではないですが、量子コンピュータ用のプログラム言語は現在と比べどのように変化するのですか？

Answer 1

こんにちは。

量子プログラミング言語の研究は、2000年前後にはじまったとされていますが、f0045さんがご指摘のとおり量子コンピュータそのものの完全な実用化がまだだということもあり、現状ではおもに数学的な視点から言語に関する研究が行われているようです。

アプローチの概要としては、古典計算（量子計算に対する語）に関するプログラミング言語の数学的抽象化や一般化を行ったうえで、量子プログラミング言語を、数学的にカノニカル（規範的・標準的）なかたちで導こうという態度が多く採用されています。
また、後述する3つの潮流のうち、関数型のスタイル（2、3）が多いのは、プログラミング言語を数学的なクリーンさで担保しようとしているものと思われます。

１）命令型量子プログラミング言語
Cや Pascalのような命令型プログラミング言語に、量子的操作のためのプリミティブを付け加えた言語です。
例：Bernhard Ömerの QCL（リンク）

２）量子操作を副作用とする古典関数型言語
量子計算を、量子操作を副作用とする古典計算とみなす言語。古典計算のための関数型プログラミング言語のうえで、量子的副作用をあらわすモナド（計算を表現する構造：その型をもつ関数をネストさせる規則が定まっていること）を導入することで結果的に量子プログラミング言語を得るものです。
例：Thorsten Altenkirchの I/O Monad（リンク PDF）

３）量子ラムダ計算
関数型プログラミングのスタイルを採用する言語。２とは異なり、量子操作を副作用とはせず、計算における量子的部分と古典的部分とを統一的にあつかいます。
例：André van Tonderの A Lambda Calculus for Quantum Computation（リンク）

量子コンピュータ関する研究がすすめば、さらに高度な言語や新たなアプローチが行われる可能性がありますが、現状はこのような状況のようです。
いずれにしても、大きな期待が寄せられる分野ですね。

以上、ご参考いただければ幸いです。

Answer 2

量子コンピューターは特性上、専用計算機として使われる可能性が高いため、現在のコンピューターと接続して使う事になりそうです。そのためプログラム言語にまで影響は無いのではないでしょうか。