量子コンピューターで利用できるプログラミング言語は何ですか？

この質問から、私は主要な量子コンピューティングプログラミング言語がQ＃とQISKitであることを収集しました。

量子コンピューターのプログラミングに使用できる他のプログラミング言語は何ですか？特定のものを選択することには特定の利点がありますか？

編集：エミュレーターではなく、プログラミング言語を探しています。エミュレータは物事をシミュレートします。プログラミング言語は、命令を記述する方法です（実際のオブジェクト用またはエミュレーター用）。複数のエミュレーターで機能する単一の言語がある場合もあれば、その逆の場合もあります。

量子コンピュータープログラミング言語のウィキペディアリスト

（この回答はそのWebページのコピーではなく、より更新され、検証済みのリンクが使用されています。場合によっては、著者の論文またはWebサイトのリンクが追加されます。）

• 量子命令セット

  • Quil-共有量子/古典的メモリモデルを最初に導入した量子コンピューティング用の命令セットアーキテクチャ。PyQuilも参照してください。

  • OpenQASM - Quantum Experienceで使用するためにIBMによって導入された中間表現。

• 量子プログラミング言語

  命令型言語

  • QCL-最初に実装された量子プログラミング言語の1つ。

  • 量子擬似コード -[実際には言語ではありませんが、量子アルゴリズムと操作を表す良い方法です。] EH Knill。「量子擬似コードの規則」、未発表、LANLレポートLAUR-96から2724（PDF出典1、2）、で検索arXivの Knillの論文を参照するすべての論文のために。

  • Q | SI> - 英語の抄録付きの中国語のオリジナル用紙。arXivの英語版：「Q | SI>：量子プログラミング環境」。

  • Q言語 - Q言語のためのソフトウェア。

  • qGCL-「量子プログラミングの代替：データの重ね合わせからプログラムの重ね合わせまで」。

  • QMASM -D-Waveシステムに固有。QMASMドキュメント。著者Scott Pakinによる LANLの edif2qmasmおよびQMASM Webページ。

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  関数型言語

  • QFCとQPL - 著者のウェブサイト。

  • QML -メインサイト：http://sneezy.cs.nott.ac.uk/QML/（月後に、応答していない）、sneezy.cs.nott.ac.ukのArchive.Orgコピー、著者の博士論文： " 関数型量子プログラミング言語」（PDF）。

  • LIQUi |> -F＃の拡張（F Sharp）。

  • 量子ラムダ計算 -ウィキペディアにはいくつかのバージョンがリストされています。

  • Quipper-量子コンピューティング用のHaskellベースのスケーラブルな関数型プログラミング言語。Proto-Quipperも参照してください。これらの言語については、Peter Selingerによる講演（FSCD 2018）で「量子プログラミング言語の課題」（ .PDF）と題されています。

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  マルチパラダイム言語

  • Q＃（Q Sharp） -量子アルゴリズムの表現に使用されるドメイン固有のプログラミング言語。当初は、Quantum Development Kitの一部としてMicrosoftによって公開されました。Microsoft Quantum Katasも利用できます。これは、量子コンピューティングの要素とQ＃プログラミングを同時に教えることを目的とした一連の自習型チュートリアルです。

  • ストロベリーフィールズ（からXanduAIは）、設計シミュレーション、および連続変数の量子光学回路を最適化するためのフルスタックPythonライブラリです。

ウェブサイトQuantum Computing Reportには、 12個以上のリンクを含むTools Webページがあり、一部は新しいリスト、もう1つは上記のリストを繰り返します。

QuanTikiのWebページ「QCシミュレーターのリスト」も参照してください。C/ C ++、CaML、OCaml、F＃、およびGUIベース、Java、JavaScript、Julia、Maple、Mathematica、Maximaに基づくシミュレーターおよびプログラミング言語の膨大なリスト、Matlab / Octave、.NET、Perl / PHP、Python、Scheme / Haskell / LISP / ML、および電卓、コンパイラ、シミュレータ、ツールキットなどを提供するその他のオンラインサービス

特定のものを選択することには特定の利点がありますか？

特定の量子コンピューターの使用を計画している場合、メーカーが開発したプログラミング言語がその特定のマシンに最適であり、十分にサポートされていることを期待します。

次の大きい言語を選択すると、利用可能なフォーラムが増え、バグ修正とサポートが増えることを意味します。

残念ながら、それはユーザーベースを獲得するために苦労するいくつかの素晴らしいニッチ製品を残します。強力で表現力があり、さまざまなプラットフォームでサポートされている1つの言語を見つけようとするのがコツです。答えは意見ATMです。

4つのソフトウェアプラットフォームの評価：Forest（pyQuil）、QISKit、ProjectQ、およびQuantum Developer Kitは、Ryan LaRoseによって「ゲートレベルの量子ソフトウェアプラットフォームの概要と比較」（2018年7月6日）で提供されています。

アップデート：

GoogleのCirqとOpenFermion-Cirq：「GoogleのAIブログ-Cirqの発表：NISQアルゴリズムのオープンソースフレームワーク」。

D-WaveのLeap and Ocean SDKは、使用されているコアアルゴリズムがオープンソースプールに入ると仮定して、ワークロードを無料でテストおよび実行するための2000+キュービット量子アニーリングマシンへのアクセスを備えたクラウド環境のD-Wave 2000Q™システムへのアクセスを可能にします。D-WaveのLeap In Webページでログインに適用します。

Rigetti ComputingのQuantum Cloud Service（QCS）は、Quantum Machine Image、Forest 2.0で事前構成された仮想化プログラミング、実行環境を提供し、128キュビットコンピューターの最大16キュビットにアクセスします。

富士通のデジタルアニーラー、従来のコンピューターよりも約10,000倍高速に計算を実行できるアーキテクチャに関する情報をお楽しみに。最終的に真の量子コンピューターと互換性のある開発環境を提供する場合、これらの2つのパラグラフはこの回答に残ります。それ以外の場合は削除します。

彼らのシリコンチップではないが、自然富士通における量子と提携している1Qbit「と記載されているものを開発するためにクアンタムは、AIのクラウドサービスをインスピレーションを得た彼らのかどうか、」デジタルアニールは、アヒルのように（D-Waveのようなアニールを、鳴くと互換性のあるコードを使用しています）見られたままで。富士通デジタルアニーラーテクニカルサービスにアクセスするには、こちらをご覧ください。

ペンシルバニア大学のQWIRE（合唱団）は、量子回路言語および形式検証ツールであり、GitHub Webページがあります。

レビュー：Cirq、Cliffords.jl、dimod、dwave-system、FermiLib、Forest（pyQuil＆Grove）、OpenFermion、ProjectQ、PyZX、QGL.jl、Qbsolv、Qiskit Terra and Aqua、Qiskit Tutorials、およびQiskit.js、 Qrack、Quantum Fog、Quantum ++、Qubiter、Quirk、reference-qvm、ScafCC、Strawberry Fields、XACC、そして最後にXACC VQEが論文で提供されています：「量子コンピューティングのオープンソースソフトウェア」（2018年12月21日）、Mark Fingerhuth、トマーシュ・バベジ、ピーター・ウィッテク。

過度にぶつかることなく、随時この回答に戻って更新を行います。

ゲートモデルのハードウェアベンダーは、独自の低レベル言語を構築しています。

• リゲッティ：クイル
• IBM：QASM

これらには、より高いレベルのpython SDKが用意されています。

• リゲッティ：ピキル
• IBM：Qiskit

Rigettiはまた、Groveと呼ばれる事前に構築されたアプリケーションを呼び出すために、より高いレベルのライブラリに言語をラップしています。

マイクロソフトは、既存のシミュレーター、そして最終的には物理ハードウェアに対して実行するQ＃を開発しました。

上記の言語はベンダー固有であるため、主な利点は、コンピューターで量子プログラムを実行できることです。

ベンダー固有の言語以外には、プリンストンの研究者によって開発されているScaffoldがあります。この言語には、プログラムを分析してコスト、パフォーマンスの可能性、およびスケーラビリティの可能性を判断するためのツールチェーンが含まれているため、興味深いものです。

編集：Project Qは、含まれているシミュレーターで実行できるPythonを利用したプログラムを開発できる別のフレームワークです。

Oak Ridge National Labsは、ベンダー固有のコードを抽象化して、各ベンダー固有の言語でコードを複製することなく、ユーザーがさまざまなハードウェアプラットフォームにアクセスできるようにすることを目的としたXACCと呼ばれるプロジェクトの作業を開始しました。

または、機能的なQuantumプログラミング言語であるQuipperを見てください。可逆量子計算、階層回路サポートなどのためのビルトイン機能を備えたモナドセマンティクスを使用して！LaFlammeによるディラック方程式の解を計算するアルゴリズムのために、実際の実践でも使用されます。

IBMのComposerを含めます。バグやエラー、機能をすべて入手できるわけではないため、プログラミングのようには感じませんが、ゲートの指示をQASMに明確に変換し、実際のIBMシミュレーターまたは実際のIBM量子コンピューターで実行します（選択はユーザーの）。

残念ながら、Quantikiのリストはかなり古く、よく管理されていません。量子環境は常に進化しているため、この質問に対する単一の回答にすべての量子プログラミング言語をリストすることさえも持続可能ではありません。たとえば、GoogleはCirqをリリースしました。これは、数日前に発表されて以来、上記の回答のいずれにも掲載されていない、ノイズのある中間スケール量子（NISQ）コンピューター用の新しい量子プログラミングフレームワークです。

この問題に対処し、QC StackExchangeに関する別の質問への回答として、GitHubのオープンソースソフトウェアプロジェクトの厳選されたリストを開始しました。これには、積極的に開発された量子プログラミング言語とフレームワークの包括的な概要も含まれています。このリストはコミュニティによって積極的に管理されており、常に新しいプロジェクトを追加しています。