Kuantum programlama, bu görev için yapılan çeşitli programlama dillerinden birini kullanarak, bir bilgisayar alanı içindeki kuantum problemlerini ve algoritmalarını simüle etmenin bir yoludur. Kuantum programlama bilgisayar programlamaya dayanırken, programcıdan ziyade bir bilim insanının bakış açısından yapılır. Bu sebeple kullanılabilecek düzenli programlama dilleri vardır, fakat bunlar kuantum fiziği komutlarını kolayca kabul etmezler, bu yüzden bu amaç için hantal olabilirler. Algoritmalar simüle edilmesi için çok fazla enerji gerektirebilir, bu yüzden bu dili kullanan bilgisayar, simülasyonu çökmeden yapabilecek kadar güçlü olmalıdır.
Araştırmacılar ve bilim insanları genellikle problemleri çözmek ve gerçek dünyadaki uygulamalar için kuantum algoritmaları kullanırlar, ancak problemleri kağıt üzerinde veya bir hesap makinesiyle çözmek çoğu zaman bir simülasyon kadar zorlayıcı değildir. Kuantum programlama ile kullanıcı bir algoritmaya girebilir ve bilgisayar, değerler gerçek dünyada kullanıldığında tam olarak ne olduğunu gösterecektir. Bu, deneylerde ve fiziğe dayanan ürünlerin oluşturulmasında yardımcı olabilir.
Dışarıdan, kuantum programlama, başka herhangi bir bilgisayar programlama dili gibi görünebilir, ancak kuantum fiziği kullanımı için onu geliştiren birkaç farklılık vardır. Örneğin, kullanıcıların kuantum algoritmaları girmesine yardımcı olan diğer dillerde yaygın olarak görülmeyen komutlar vardır. Program yapabilen veya bilgisayarın birçok farklı işlemi yapmasını sağlayabilen diğer dillerin aksine, dil yalnızca simülasyonlar oluşturabilir. Programlamada kullanılan bazı yaygın etiketler, kuantum fiziğinde kullanılan etiketlere ve ifadelere daha iyi uyacak şekilde değiştirilmiştir.
Kuantum programlamadan önce, bu rolü kısmen doldurabilecek olan programlama dilleri geldi, ancak popüler olmalarını engelleyen birçok problem vardı. Birincisi, diller kuantum algoritmaları için optimize edilmedi. Diğer önemli fark, ölçümlerin ve değerlerin hantal olduğu kanıtlanan bit ve piksel gibi bilgisayar ölçümleri olması gerektiğidir.
Bazı küçük ve temel kuantum algoritmaları, simüle etmek için çok az enerji gerektirir, ancak kuantum programlama yoluyla yapılan simülasyonların çoğu, normal bilgisayarların çoğunun dayanabileceğinden daha fazla enerji gerektirir ve daha fazla ısı üretir. Bu, algoritmaları bilgisayar çökmesine neden olmadan işlemeye yardımcı olmak için sunucuların genellikle gerekli olduğu anlamına gelir. Bilgisayarın aşırı ısınmamasını sağlamak için yükseltilmiş soğutmaya da ihtiyacı olabilir, ancak bu çoğunlukla sürekli olarak çok gelişmiş algoritmaları taklit eden insanlar için gereklidir.
