Pasar al contenido principal

Lambda-S: Los fundamentos de un lenguaje de programación con control cuántico

Fecha de inicio
Fecha de fin

Resumen:

La mayoría de los lenguajes de programación cuántica están basados en circuitos y, en la práctica, funcionan como lenguajes de descripción de circuitos. Permiten crear y manipular circuitos como objetos de primera clase; algunos incluso pueden tomar un circuito como entrada y devolver su inverso u otras transformaciones.

En este trabajo vamos más allá de la manipulación de circuitos al introducir control cuántico dentro del propio lenguaje. La idea no es sólo describir circuitos cuánticos, sino también expresar cómputos cuyo flujo de control sea cuántico: dos ejecuciones distintas pueden coexistir en superposición, del mismo modo en que una compuerta CNOT a la vez aplica y no aplica una operación NOT dependiendo de su qubit de control.

Lambda-S es una familia de lenguajes definida como una extensión del cálculo lambda, un modelo formal que capta la estructura central de la programación funcional. Ofrece un marco limpio y expresivo para describir computación cuántica en un nivel más alto de abstracción. Su semántica operacional codifica transformaciones unitarias y mediciones como términos del lenguaje, mientras que su sistema de tipos distingue entre qubits en superposición y qubits en la base computacional, permitiendo la duplicación y el descarte sólo para estos últimos. Un modelo categórico conecta adicionalmente el cálculo con la lógica lineal, resaltando su profunda relación estructural con la computación sensible a recursos.