13 Bahasa &Alat Pemrograman Quantum yang Harus Diketahui untuk tahun 2026
Bahasa pemrograman kuantum dengan cepat muncul sebagai alat penting di era komputasi kuantum yang sedang berlangsung. Bahasa pemrograman generasi baru ini memungkinkan pengembang dan peneliti berinteraksi dengan qubit dan merancang algoritme yang mungkin akan segera mengungguli versi klasiknya dalam beberapa kali lipat.
Pada tahun 2025, lebih dari 37 bahasa pemrograman kuantum yang berbeda telah diperkenalkan, masing-masing disesuaikan dengan model, perangkat keras, dan kasus penggunaan komputasi kuantum tertentu. Secara kolektif, bahasa-bahasa ini mencerminkan beragam pendekatan dalam komputasi kuantum, mulai dari sistem berbasis gerbang dan rangkaian variasional hingga model adiabatik dan algoritma hibrida klasik-kuantum. [1]
Di bawah ini, saya telah menyoroti bahasa pemrograman kuantum terkemuka yang memungkinkan pengembang memanfaatkan kekhasan mekanika kuantum secara efektif untuk memecahkan masalah yang kompleks.
Tahukah Anda?
GitHub menampung lebih dari 21.000 repositori perangkat lunak kuantum, yang mencerminkan pertumbuhan sebesar 200% sejak tahun 2017. Repositori ini telah menarik kontribusi dari lebih dari 10.000 pengembang unik, dengan komitmen kode yang melampaui 1,2 juta baris secara kolektif. [2]
13. Kualitas
Rilis Awal :2022
Dibuat oleh :Peneliti independen dan kontributor sumber terbuka
Kekuatan Unik :Pendekatan kuantum pertama dan model abstraksi bersih
Terbaik untuk :Peneliti mencari perangkat ringan tanpa vendor lock-in
Qunity adalah bahasa dan kerangka kerja pemrograman kuantum yang kurang dikenal namun berpikiran maju yang memadukan kejelasan model pemrograman klasik dengan paradigma unik mekanika kuantum.
Bahasa ini dibangun dari awal untuk menjadi bahasa asli kuantum, menerapkan batasan mekanis kuantum (seperti tanpa kloning dan evolusi kesatuan) pada sistem tipe dan tingkat logika.
Meskipun mengambil inspirasi dari bahasa pemrograman klasik seperti C dan Python, ia mengadaptasi sintaksis dan semantik agar kompatibel secara alami dengan prinsip-prinsip komputasi kuantum, seperti linearitas, reversibilitas, superposisi, dan keterjeratan. [3]
Desain Qunity bersifat modular dan dimaksudkan untuk menjadi backend-agnostic, dengan dukungan untuk simulator dan lapisan kompatibilitas yang dikembangkan untuk menargetkan prosesor kuantum nyata di masa depan.
12. TKET
Rilis Awal :2019
Dibuat oleh :Kuantinum
Kekuatan Unik :Secara cerdas menangani kendala perangkat keras
Terbaik untuk :Optimasi sirkuit agnostik perangkat keras; alat tingkat produksi
TKET bertindak terutama sebagai kompiler pengoptimalan tingkat menengah dan kerangka eksekusi yang menghubungkan antara program kuantum tingkat tinggi dan berbagai target perangkat keras kuantum.
TKET berfokus pada pengoptimalan sirkuit kuantum, sintesis gerbang, dan perutean qubit. Ini mengubah algoritma kuantum abstrak menjadi instruksi yang kompatibel dengan perangkat keras dengan tingkat kedalaman dan kesalahan minimal.
Kemampuannya untuk secara cerdas menangani kendala perangkat keras (seperti keterbatasan konektivitas qubit, fidelitas gerbang, dan set instruksi asli) memungkinkannya menghasilkan sirkuit yang lebih efisien dengan jumlah gerbang yang lebih rendah dan waktu eksekusi yang lebih singkat.
Dalam tolok ukur independen, TKET menunjukkan jumlah gerbang 40% lebih rendah dan waktu eksekusi 25–30% lebih cepat dibandingkan kompiler asli dalam beberapa kasus penggunaan.
11. ProyekQ
Rilis Awal :2016
Dibuat oleh :ETH Zurich
Kekuatan Unik :Berorientasi pada kompiler, desain modular
Terbaik untuk :Penelitian penyusun kuantum dan tujuan pendidikan
ProjectQ menyediakan platform komputasi kuantum yang modular dan dapat diperluas untuk peneliti, pengembang, dan pendidik.
Ditulis dengan Python, ini adalah salah satu SDK kuantum awal yang menekankan arsitektur berbasis kompiler, di mana program kuantum diterjemahkan ke dalam representasi perantara sebelum dieksekusi pada simulator atau perangkat keras kuantum nyata.
ProjectQ menekankan modularitas, sehingga pengembang dapat mendefinisikan program kuantum dengan gaya seperti Python, mengompilasinya menggunakan pipeline yang dapat disesuaikan, dan menjalankannya pada simulator atau backend bawaan, seperti IBM Quantum Experience. Selain itu, desain yang berpusat pada kompiler memungkinkan kontrol menyeluruh atas pengoptimalan, dekomposisi gerbang, dan terjemahan spesifik target. [4]
Ini juga mendukung emulasi rangkaian kuantum, simulasi fungsi gelombang, emulasi matriks kesatuan, dan dapat berfungsi sebagai arena eksperimental untuk penelitian kompiler, koreksi kesalahan kuantum, dan studi optimasi.
10. Bahasa Komputasi Kuantum (QCL)
Rilis Awal :2000
Dibuat oleh :Bernhard Omer
Kekuatan Unik :Akses tingkat rendah yang jelas ke keadaan kuantum
Terbaik untuk :Mempelajari struktur hibrida klasik-kuantum
QCL adalah salah satu bahasa pemrograman tingkat tinggi paling awal yang dibuat khusus untuk komputasi kuantum.
Pada saat pemrograman kuantum sebagian besar dilakukan pada tingkat matematika atau sirkuit, QCL memperkenalkan sintaksis terstruktur, variabel, kondisional, loop, dan fungsi modular — yang pada dasarnya meletakkan dasar untuk bahasa kuantum tingkat tinggi di kemudian hari.
Ini memisahkan komputasi klasik dan kuantum, di mana register klasik mengelola aliran kontrol, sementara register kuantum (qureg) menyimpan dan memanipulasi keadaan kuantum. Bahasa tersebut memperkenalkan banyak konstruksi pemrograman yang sekarang umum untuk komputasi kuantum, seperti operator kesatuan, instruksi pengukuran, komputasi reversibel, dan qubit tambahan untuk penggunaan sementara.
Meskipun QCL tidak terikat dengan perangkat keras kuantum komersial apa pun, QCL tetap menjadi alat yang berharga dalam lingkungan akademis dan penelitian, khususnya untuk pengajaran dan simulasi algoritma kuantum.
9. Ladang Stroberi
Rilis Awal :2018
Dibuat oleh :Xanadu
Kekuatan Unik :Fokus eksklusif pada komputasi kuantum CV
Terbaik untuk :Mensimulasikan dan memprogram sistem kuantum fotonik
Strawberry Fields adalah perpustakaan pemrograman kuantum sumber terbuka dan full-stack yang dirancang untuk komputasi kuantum variabel kontinu (CV). Ini dirancang khusus untuk sirkuit fotonik kuantum yang menggunakan keadaan cahaya kuantum (seperti keadaan terjepit, keadaan koheren, dan keadaan Gaussian) untuk melakukan komputasi.
Pada intinya, Strawberry Fields memanfaatkan bahasa perakitan kuantum Blackbird. Hal ini memungkinkan pengembang merancang, mensimulasikan, dan mengoptimalkan sirkuit kuantum fotonik menggunakan model berbasis gerbang dan alur kerja pembelajaran mesin.
Ini dapat digunakan bersama dengan PennyLane (proyek Xanadu lainnya) untuk memfasilitasi komputasi hybrid kuantum-klasik dan aplikasi pembelajaran mesin. Platform ini sangat cocok untuk kasus penggunaan dalam pembelajaran mesin kuantum, kimia kuantum, kriptografi kuantum CV, dan penelitian optik kuantum. [5]
8. Laut
Rilis Awal :2018
Dibuat oleh :Sistem Gelombang D
Kekuatan Unik :Dirancang untuk anil kuantum; mendukung pemecah hibrida
Terbaik untuk :Mengatasi masalah optimasi kombinatorial
Ocean adalah kerangka pemrograman kuantum sumber terbuka yang dirancang khusus untuk membantu pengguna mengembangkan dan mengoptimalkan masalah annealer kuantum — sebuah paradigma yang sangat berbeda dari komputer kuantum berbasis gerbang. [6]
Ini bukan bahasa pemrograman dalam pengertian tradisional, tetapi rantai alat yang dibuat dengan Python yang menerjemahkan masalah yang ditentukan pengguna (terutama masalah pengoptimalan) ke dalam bentuk yang dapat dipecahkan oleh perangkat keras anil kuantum D-Wave.
Arsitektur modular Ocean membuatnya sangat dapat diperluas bagi pengembang dan peneliti yang mengerjakan pemecah khusus atau heuristik pengoptimalan. Ini paling cocok untuk mengatasi masalah pengoptimalan kombinatorial seperti perutean kendaraan, pengoptimalan portofolio, penjadwalan, dan tugas pembelajaran mesin.
Selain itu, Ocean terintegrasi secara mulus dengan layanan cloud Leap D-Wave, memberikan pengembang akses langsung ke perangkat keras dan sumber daya kuantum. Pada tahun 2025, D-Wave mengumumkan ketersediaan umum sistem komputasi kuantum Advantage2, yang menampilkan lebih dari 4.400 qubit. Ocean telah diperbarui untuk sepenuhnya mendukung sistem generasi berikutnya ini.
7. QuTiP
Rilis Awal :2012
Dibuat oleh :Johannes Johansson, Paul Nation, &dan kolaborator
Kekuatan Unik :Kekuatan simulasi yang berfokus pada fisika
Terbaik untuk :Penelitian teoretis dan pemodelan
QuTiP adalah kerangka kerja sumber terbuka komprehensif yang berfokus pada simulasi fisika sistem kuantum, khususnya dalam evolusi waktu berkelanjutan, persamaan induk, dan dinamika non-kesatuan.
Ditulis dengan Python dan dioptimalkan menggunakan NumPy, SciPy, dan Cython, QuTiP efisien untuk komputasi numerik. Hal ini memungkinkan para peneliti untuk memodelkan dan menyelesaikan persamaan Schrödinger yang bergantung pada waktu, persamaan master Lindblad, dan persamaan gerak Heisenberg, yang merupakan inti dari mekanika kuantum. [7]
QuTiP juga menyediakan serangkaian pemecah masalah, termasuk mesolve untuk persamaan master Lindblad, sesolve untuk persamaan Schrödinger, dan mcsolve untuk simulasi Monte Carlo. Pemecah ini memungkinkan studi sistem kuantum tertutup dan terbuka dalam berbagai kondisi.
Kemampuan ini membuatnya banyak digunakan dalam bidang seperti optik kuantum, termodinamika kuantum, QED rongga, dan penelitian qubit superkonduktor.
6. PennyLane
Rilis Awal :2018
Dibuat oleh :Xanadu
Kekuatan Unik :Terintegrasi dengan ekosistem pembelajaran mesin klasik
Terbaik untuk :Pembelajaran mesin kuantum; model klasik-kuantum hibrida
PennyLane adalah pustaka komputasi kuantum sumber terbuka berbasis Python yang mengintegrasikan komputasi kuantum dengan alur kerja pembelajaran mesin, menawarkan alat untuk diferensiasi otomatis sirkuit kuantum.
Ini menjembatani komputasi kuantum dan pengoptimalan klasik dengan memanfaatkan kerangka kerja seperti PyTorch, TensorFlow, dan JAX. Hal ini memungkinkan pengembang untuk menyematkan node kuantum ke dalam model pembelajaran mesin klasik.
PennyLane mendukung berbagai perangkat keras dan simulator kuantum melalui sistem pluginnya, memungkinkan pengembang menjalankan sirkuit kuantum di backend berbeda tanpa mengubah kode mereka. Fleksibilitas ini menjadikannya alat yang berharga untuk penelitian dan aplikasi praktis dalam komputasi kuantum. [8]
Perpustakaan ini juga menawarkan fungsionalitas khusus untuk kimia kuantum, seperti pemecah Hartree-Fock yang dapat dibedakan dan alat untuk membuat molekul Hamiltonian. Fitur-fitur ini memungkinkan peneliti melakukan simulasi kimia kuantum dengan teknik optimasi berbasis gradien.
5. BukaQASM
Rilis Awal :2017
Dibuat oleh :Penelitian IBM
Kekuatan Unik :Mendukung netralitas perangkat keras, memfasilitasi interoperabilitas
Terbaik untuk :Mendefinisikan rangkaian tingkat rendah dan urutan gerbang
OpenQASM (Open Quantum Assembly Language) adalah representasi perantara perangkat keras-agnostik untuk sirkuit kuantum yang menyediakan sintaks gaya perakitan tingkat rendah untuk operasi gerbang kuantum.
Bahasa ini secara khusus difokuskan pada ekspresi sirkuit kuantum dalam format yang dapat dibaca mesin dan dapat dibaca manusia. Hal ini memungkinkan deskripsi instruksi tingkat gerbang secara tepat, termasuk alokasi qubit, aplikasi gerbang kuantum, pengukuran, interaksi register klasik, dan logika kondisional.
OpenQASM telah berkembang menjadi standar yang diterima secara luas untuk mengekspresikan program kuantum dalam bentuk deklaratif yang terstruktur. Penelitian terbaru berfokus pada memungkinkan verifikasi dan formalisasi komputasi hybrid kuantum-klasik dengan OpenQASM 3, menyoroti potensi bahasa ini untuk analisis dan validasi program yang ketat.
4. PyQuil
Rilis Awal :2017
Dibuat oleh :Komputasi Rigetti
Kekuatan Unik :Kompilasi parametrik, lapisan simulasi realistis
Terbaik untuk :Menjalankan program pada perangkat keras dan simulator Rigetti
PyQuil adalah perpustakaan pemrograman kuantum sumber terbuka yang dibuat untuk membuat dan menjalankan program kuantum menggunakan protokol Quil (Quantum instruction Language).
Ditulis dengan Python, PyQuil berfungsi sebagai alat utama untuk berinteraksi dengan platform Forest Rigetti dan prosesor kuantum Aspen, yang didasarkan pada arsitektur qubit superkonduktor. Tidak seperti abstraksi berbasis Python dalam kerangka kerja lain, Quil memberi pengembang lebih banyak transparansi mengenai apa yang sebenarnya berjalan pada perangkat keras kuantum, yang sangat berharga untuk debugging dan penyesuaian kinerja. [9]
Hal ini terutama diarahkan pada komputasi NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum), yang memberikan pengembang antarmuka yang ekspresif namun tingkat rendah untuk membangun dan mensimulasikan sirkuit kuantum.
PyQuil menawarkan perpaduan yang kuat antara abstraksi dan pengoptimalan, bersama dengan lapisan simulasi realistis (QVM) yang sangat mirip dengan perilaku perangkat keras. Pengembang dapat mengkompilasi sirkuit agar sesuai dengan batasan perangkat keras sebenarnya dari perangkat Rigetti, seperti konektivitas qubit, rangkaian gerbang asli, dan profil kebisingan.
Dikombinasikan dengan akses ke QPU Aspen Rigetti, hal ini menjadikan PyQuil alat yang praktis dan memiliki ketelitian tinggi untuk penelitian dan pengujian.
3. T#
Rilis Awal :2017
Dibuat oleh :Microsoft
Kekuatan Unik :Alat simulasi bawaan, perpustakaan kuantum modular
Terbaik untuk :Pengembangan algoritme tingkat perusahaan
Q# (Q-sharp) adalah bahasa pemrograman kuantum khusus domain yang menggunakan sistem tipe kuat dan menerapkan pemisahan ketat antara data kuantum dan data klasik untuk meminimalkan kesalahan pemrograman.
Tidak seperti kerangka kerja seperti Qiskit dan Cirq yang dibangun pada bahasa pemrograman tujuan umum seperti Python, Q# dirancang dari awal khusus untuk komputasi kuantum.
Q# menonjol karena struktur formalnya, keamanan tipe yang kuat, dan skalabilitas jangka panjang. Ini memiliki fitur pengetikan statis yang kuat dan pemeriksaan kesalahan waktu kompilasi, yang secara signifikan mengurangi risiko bug. Salah satu kekuatan utamanya adalah alat estimasi sumber daya bawaan, yang memungkinkan pengembang tidak hanya mensimulasikan sirkuit kuantum tetapi juga mengevaluasi biayanya dalam hal qubit, jumlah gerbang, dan kedalaman sirkuit.
Ia hadir dengan perpustakaan kaya operasi kuantum yang telah dibangun sebelumnya, seperti transformasi Fourier kuantum, amplifikasi amplitudo, dan pencarian Grover. Selain itu, ini terintegrasi secara mendalam ke dalam platform Microsoft Azure Quantum yang lebih luas serta Visual Studio, Visual Studio Code, dan Jupyter Notebooks. [10]
2. Lingkaran
Rilis Awal :2018
Dibuat oleh :Tim Kuantum AI Google
Kekuatan Unik :Kontrol tingkat presisi yang berorientasi pada perangkat keras
Terbaik untuk :Sirkuit khusus untuk perangkat era NISQ, simulasi kuantum
Cirq adalah kerangka pemrograman kuantum sumber terbuka yang dirancang terutama untuk mendukung perangkat NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum). Hal ini menawarkan developer kontrol yang lebih baik atas sirkuit kuantum, terutama jika topologi hardware dan properti noise penting.
Cirq menggunakan arsitektur berbasis momen. Ini mengatur operasi ke dalam “Momen” berbasis waktu, memungkinkan simulasi waktu eksekusi yang lebih baik dan membuatnya lebih mudah untuk menggabungkan model kebisingan dan dekoherensi yang realistis. [11]
Tidak seperti kerangka kerja tingkat tinggi yang berfokus pada algoritma kuantum abstrak, Cirq menekankan kontrol pada tingkat penjadwalan gerbang dan sirkuit. Hal ini memungkinkan para peneliti untuk bereksperimen dengan pengoptimalan berbasis perangkat keras dan melakukan benchmark pada operasi kuantum.
Cirq sering digunakan sebagai lapisan pemrograman dasar untuk TensorFlow Quantum. Ini juga merupakan bahasa asli untuk berinteraksi dengan prosesor kuantum superkonduktor Google, seperti Sycamore dan Bristlecone.
1. Qiskit
Rilis Awal :2017
Dibuat oleh :Penelitian IBM
Kekuatan Unik :Integrasi vertikal mendalam dengan perangkat keras kuantum IBM
Terbaik untuk :Desain sirkuit, pembuatan prototipe algoritma kuantum, simulasi hybrid
Qiskit adalah bahasa pemrograman kuantum sumber terbuka yang memberdayakan pengembang dan peneliti untuk terlibat dengan komputasi kuantum baik dari sudut pandang teoretis maupun praktis, mulai dari simulasi sirkuit kuantum hingga menerapkannya pada prosesor kuantum superkonduktor IBM.
Dibangun dengan Python, Qiskit mendukung model komputasi kuantum berbasis gerbang dan telah terintegrasi erat dengan perangkat keras cloud kuantum IBM.
Platform ini telah berkembang melampaui SDK dasar menjadi tumpukan komprehensif yang mencakup pustaka algoritme tingkat tinggi (seperti Pembelajaran Mesin Qiskit, Alam, Optimasi), pembuat sirkuit tingkat menengah, dan bahkan kontrol tingkat pulsa melalui Qiskit Pulse. Arsitektur berlapis ini memungkinkan pengembang untuk membuat, bereksperimen, dan mengoptimalkan program kuantum di setiap tingkat abstraksi.
Salah satu fitur Qiskit yang paling inovatif adalah akses real-time ke perangkat keras kuantum aktual melalui IBM Quantum Experience, yang menampung prosesor kuantum dengan 5, 16, 27, dan 127+ qubit. Hal ini telah memberikan ribuan pengembang pengalaman langsung dengan kebisingan kuantum nyata dan keterbatasan perangkat.
Selama beberapa tahun terakhir, Qiskit telah muncul sebagai salah satu platform komputasi kuantum yang paling mudah diakses dan diadopsi secara luas. Telah diinstal lebih dari 6 juta kali, dengan sekitar 300.000 instalasi baru setiap bulannya. Dengan lebih dari 2.000 fork dan lebih dari 8.000 kontribusi di GitHub, Qiskit juga telah memungkinkan eksekusi lebih dari 3 triliun sirkuit kuantum hingga saat ini. [12]
Baca Selengkapnya
- 21 Fakta Paling Menarik Tentang Komputer Quantum
- 15 Prosesor Kuantum yang Menampilkan Paradigma Komputasi Baru
Sumber yang Dikutip dan Referensi Tambahan
- Felipe Ferreira, Sebuah studi eksplorasi tentang penggunaan bahasa pemrograman kuantum, ScienceDirect
- Krishna Upadhyay, Menganalisis evolusi dan pemeliharaan repositori komputasi kuantum, arXiv
- Finn Voichick, Bahasa terpadu untuk komputasi kuantum dan klasik, arXiv
- ProjectQ, Upaya perangkat lunak sumber terbuka untuk komputasi kuantum, arXiv
- Dokumentasi, plugin bidang PennyLane-Strawberry, PennyLane
- Dokumentasi, Cara mengoptimalkan masalah bisnis menggunakan pemecah hibrid klasik kuantum, D-Wave
- Neill Lambert, Kotak peralatan kuantum dengan Python, arXiv
- Perangkat Quantum, ekosistem perangkat kuantum PennyLane dengan 40+ opsi terintegrasi, PennyLane
- Dokumentasi, pyQuil memungkinkan Anda membuat dan menjalankan program Quil menggunakan Python, pyQuil
- Ikhtisar Qsharp, Pengantar bahasa pemrograman kuantum Q#, Microsoft
- Referensi, Sepotong waktu operasi dalam suatu sirkuit, Google
- Muhammad AbuGhanem, komputer kuantum IBM:evolusi, kinerja, dan arah masa depan, Springer
