Lenguaje de programación cuántico QML con historial, reversibilidad y cálculo lambda con mediciones

Research in quantum computing allows us to think about computing in a new and different way, having the ambition to solve problems more efficiently than with classical computing. Now a days, conventional tasks cannot be practically developed in a quantum computer, however, it is possible to think and develop abstractions of them, for example through quantum programming languages, being the core of this research, in particular the Quantum Meta Language (QML). We present a semantic model that incorporates reversibility via a history track for the quantum programming language QML, considering classical and quantum data, omitting measurements. With the history, the reversibility can be explicitly and naturally applied from the proposed rules. The language is worked first with classical data and extrapolated to quantum data. Also, the QML language and quantum lambda calculus were linked, giving as product a syntax with quantum measurements, operational semantics, typing rules and some formal proofs.La investigación en el cómputo cuántico permite pensar de una forma nueva y diferente la computación, teniendo la ambición de solucionar problemas de manera más eficiente que con el cómputo clásico. Por ahora, las tareas convencionales no se pueden desarrollar de manera práctica en una computadora cuántica, sin embargo, sí se puede pensar y desarrollar abstracciones de éstas, por ejemplo a través de lenguajes de programación cuánticos, siendo el núcleo de esta investigación, en particular el lenguaje Quantum Meta Language (QML). Se presenta un modelo semántico que incorpora reversibilidad a través de una pista de historial para el lenguaje de programación cuántico QML, considerando datos clásicos y cuánticos, omitiendo mediciones. Con la pila de historial, la reversibilidad puede aplicarse explícita y naturalmente a partir de las reglas propuestas. El lenguaje se trabaja gradualmente, inicialmente con datos clásicos y un procedimiento similar al clásico se extrapola con datos cuánticos. Además, se vincularon los lenguajes QML y cálculo lambda cuántico, dando como producto una sintaxis con mediciones cuánticas, semántica operacional, reglas de tipado y ciertas pruebas formales

Reversibility for Quantum Programming Language QML

We present an extension of the denotational semantic model of the quantum programming language QML, to which computational reversibility is incorporated. The semantics of QML is defined in a functional setting which consider classical and quantum data, to which we add inverse functions. Additionally we incorporate into the semantics a history track which allows reversibility in QML. From the generation and processing of the history track and the final result of a program, the rules for executing reversibility allow to compute the original input data. This work contributes to the study of reversibility in quantum programming languages and considering that there is not yet a quantum computer in which the language can be implemented, this history and the proposed inverse functions are not trivial and allows us to determine that this language is reversible