13 Quantum-programmeertalen en -tools die u moet kennen voor 2026

Kwantumprogrammeertalen zijn snel in opkomst als cruciale hulpmiddelen in het zich ontvouwende tijdperk van kwantumcomputing. Dit nieuwe soort programmeertaal stelt ontwikkelaars en onderzoekers in staat om te communiceren met qubits en ontwerpalgoritmen die binnenkort wellicht ordes van grootte beter zullen presteren dan hun klassieke tegenhangers.

Sinds 2025 zijn er meer dan 37 verschillende kwantumprogrammeertalen geïntroduceerd, elk afgestemd op specifieke modellen, hardware en gebruiksscenario's van kwantumcomputing. Gezamenlijk weerspiegelen deze talen de diverse benaderingen van kwantumberekeningen, variërend van poortgebaseerde systemen en variatiecircuits tot adiabatische modellen en hybride klassiek-kwantumalgoritmen. [1]

Hieronder heb ik de belangrijkste kwantumprogrammeertalen belicht die ontwikkelaars in staat stellen de eigenaardigheden van de kwantummechanica effectief te benutten voor het oplossen van complexe problemen. 

Wist je dat?  

GitHub host meer dan 21.000 quantumsoftware-repository's, wat een groei van 200% weerspiegelt sinds 2017. Deze repository's hebben bijdragen aangetrokken van meer dan 10.000 unieke ontwikkelaars, met code-commits van gezamenlijk meer dan 1,2 miljoen regels. [2]

13. Hoeveelheid

Eerste release :2022
Gemaakt door :Onafhankelijke onderzoekers en open-sourcebijdragers
Unieke kracht :Quantum-first benadering en schoon abstractiemodel
Beste voor :Onderzoekers die op zoek zijn naar een lichtgewicht toolset zonder leverancierlock-in

Qunity is een minder bekende maar vooruitstrevende kwantumprogrammeertaal en -framework dat de helderheid van klassieke programmeermodellen combineert met de unieke paradigma's van de kwantummechanica. 

Het is van de grond af aan opgebouwd als een kwantum-natieve taal, die kwantummechanische beperkingen oplegt (zoals niet-klonen en unitaire evolutie) op zowel het typesysteem als het logicaniveau. 

Hoewel het inspiratie haalt uit klassieke programmeertalen als C en Python, past het de syntaxis en semantiek aan om op natuurlijke wijze compatibel te zijn met kwantumcomputerprincipes, zoals lineariteit, omkeerbaarheid, superpositie en verstrengeling. [3]

Het ontwerp van Qunity is modulair en bedoeld om backend-agnostisch te zijn, waarbij ondersteuning voor simulatoren en compatibiliteitslagen wordt ontwikkeld om zich in de toekomst op echte kwantumprocessors te richten.  

12. TKET 

Eerste release :2019
Gemaakt door :Quantinuum
Unieke kracht :Gaat op intelligente wijze om met hardwarebeperkingen
Beste voor :Hardware-agnostische circuitoptimalisatie; tools op productieniveau

TKET fungeert in de eerste plaats als een optimaliserend compiler- en uitvoeringsframework op gemiddeld niveau dat een interface vormt tussen kwantumprogramma's op hoog niveau en verschillende kwantumhardwaredoelen. 

TKET richt zich op kwantumcircuitoptimalisatie, poortsynthese en qubit-routering. Het transformeert abstracte kwantumalgoritmen in hardware-compatibele instructies met minimale diepgang en foutpercentages. 

Het vermogen om op intelligente wijze om te gaan met hardwarebeperkingen (zoals qubit-connectiviteitsbeperkingen, gate-getrouwheid en native instructiesets) maakt het mogelijk efficiëntere circuits te genereren met lagere gate-aantallen en kortere uitvoeringstijden. 

In onafhankelijke benchmarks heeft TKET in sommige gebruikssituaties een tot 40% lager aantal poorten en 25-30% snellere uitvoeringstijden laten zien vergeleken met native compilers. 

11. ProjectQ

Eerste release :2016 
Gemaakt door :ETH Zürich
Unieke kracht :Compilergericht, modulair ontwerp
Beste voor :Quantum compileronderzoek en educatieve doeleinden

ProjectQ biedt een modulair en uitbreidbaar kwantumcomputerplatform voor onderzoekers, ontwikkelaars en docenten. 

Het is geschreven in Python en was een van de eerste kwantum-SDK's die de nadruk legden op een op compilers gebaseerde architectuur, waarbij kwantumprogramma's worden vertaald in tussenrepresentaties voordat ze worden uitgevoerd op simulatoren of echte kwantumhardware. 

ProjectQ legt de nadruk op modulariteit, waardoor ontwikkelaars kwantumprogramma's in Python-achtige stijl kunnen definiëren, deze kunnen compileren met behulp van aanpasbare pipelines en deze kunnen uitvoeren op ingebouwde simulators of backends, zoals IBM Quantum Experience. Bovendien maakt het op de compiler gerichte ontwerp een fijnmazige controle over optimalisatie, poortdecompositie en doelspecifieke vertaling mogelijk. [4]

Het ondersteunt ook emulatie van kwantumcircuits, golffunctiesimulatie en unitaire matrixemulatie, en kan dienen als een experimentele speeltuin voor compileronderzoek, kwantumfoutcorrectie en optimalisatiestudies. 

10. Kwantumcomputertaal (QCL)

Eerste release :2000
Gemaakt door :Bernhard Ömer
Unieke kracht :Duidelijke toegang op laag niveau tot de kwantumstatus
Beste voor :Leren van de klassiek-kwantum hybride structuur

QCL is een van de eerste programmeertalen op hoog niveau die speciaal voor kwantumcomputing is gebouwd.

In een tijd waarin kwantumprogrammering grotendeels op wiskundig of circuitniveau werd gedaan, introduceerde QCL gestructureerde syntaxis, variabelen, conditionals, lussen en modulaire functies – waarmee in wezen een basis werd gelegd voor latere kwantumtalen op hoog niveau. 

Het scheidt klassieke en kwantumberekeningen, waarbij klassieke registers de controlestroom beheren, terwijl kwantumregisters (quregs) kwantumtoestanden opslaan en manipuleren. De taal introduceerde veel van de nu gebruikelijke programmeerconstructies voor kwantumcomputers, zoals unitaire operatoren, meetinstructies, omkeerbaar computergebruik en ancilla-qubits voor tijdelijk gebruik. 

Hoewel QCL niet gebonden is aan enige commerciële kwantumhardware, blijft het een waardevol hulpmiddel in academische en onderzoeksomgevingen, met name voor het onderwijzen en simuleren van kwantumalgoritmen. 

9. Aardbeienvelden

Eerste release :2018
Gemaakt door :Xanadu
Unieke kracht :Exclusieve focus op CV-quantumcomputing
Beste voor :Simuleren en programmeren van fotonische kwantumsystemen

Strawberry Fields is een full-stack, open-source kwantumprogrammeerbibliotheek, op maat gemaakt voor continu variabele (CV) kwantumcomputing. Het is specifiek ontworpen voor kwantumfotonische circuits die kwantumtoestanden van licht (zoals samengedrukte toestanden, coherente toestanden en Gaussische toestanden) gebruiken om berekeningen uit te voeren.

In de kern maakt Strawberry Fields gebruik van de kwantumassembleertaal Blackbird. Hierdoor kunnen ontwikkelaars fotonische kwantumcircuits ontwerpen, simuleren en optimaliseren met behulp van zowel poortgebaseerde modellen als machine learning-workflows. 

Het kan worden gebruikt in combinatie met PennyLane (een ander Xanadu-project) om hybride kwantumklassieke berekeningen en machine learning-toepassingen te faciliteren. Het platform is zeer geschikt voor gebruiksscenario's in kwantummachine learning, kwantumchemie, CV-kwantumcryptografie en onderzoek naar kwantumoptica. [5]

8. Oceaan

Eerste release :2018
Gemaakt door :D-Wave-systemen
Unieke kracht :Ontworpen voor kwantumgloeien; ondersteunt hybride oplossers
Beste voor :Combinatorische optimalisatieproblemen aanpakken

Ocean is een open-source kwantumprogrammeerraamwerk dat speciaal is ontworpen om gebruikers te helpen bij het ontwikkelen en optimaliseren van problemen voor kwantum-annealers – een heel ander paradigma dan poortgebaseerde kwantumcomputers. [6]

Het is geen programmeertaal in de traditionele zin van het woord, maar een toolchain gebouwd in Python die door de gebruiker gedefinieerde problemen (voornamelijk optimalisatieproblemen) vertaalt naar een vorm die oplosbaar is door de quantum-gloeiende hardware van D-Wave.

De modulaire architectuur van Ocean maakt het zeer uitbreidbaar voor ontwikkelaars en onderzoekers die werken aan aangepaste oplossers of optimalisatieheuristieken. Het is het meest geschikt voor het aanpakken van combinatorische optimalisatieproblemen zoals voertuigroutering, portfolio-optimalisatie, planning en machine learning-taken. 

Bovendien integreert Ocean naadloos met de Leap-cloudservice van D-Wave, waardoor ontwikkelaars onmiddellijke toegang krijgen tot kwantumhardware en -bronnen. In 2025 kondigde D-Wave de algemene beschikbaarheid aan van zijn Advantage2-kwantumcomputersysteem, met meer dan 4.400 qubits. Ocean is bijgewerkt om dit systeem van de volgende generatie volledig te ondersteunen.

7. QuTiP

Eerste release :2012
Gemaakt door :Johannes Johansson, Paul Nation, &en medewerkers
Unieke kracht :Op natuurkunde gerichte simulatiekracht
Beste voor :Theoretisch onderzoek en modellering

QuTiP is een uitgebreid open-sourceframework dat zich richt op het simuleren van de fysica van kwantumsystemen, met name op het gebied van continue-tijdevolutie, mastervergelijkingen en niet-unitaire dynamica. 

QuTiP is geschreven in Python en geoptimaliseerd met behulp van NumPy, SciPy en Cython en is efficiënt voor numerieke berekeningen. Het stelt onderzoekers in staat tijdsafhankelijke Schrödingervergelijkingen, Lindblad-mastervergelijkingen en Heisenberg-bewegingsvergelijkingen, die centraal staan ​​in de kwantummechanica, te modelleren en op te lossen. [7]

QuTiP biedt ook een reeks oplossers, waaronder mesolve voor Lindblad-hoofdvergelijkingen, oplossen voor Schrödingervergelijkingen en mcsolve voor Monte Carlo-simulaties. Deze oplossers maken de studie van zowel gesloten als open kwantumsystemen onder verschillende omstandigheden mogelijk.  

Deze mogelijkheden zorgen ervoor dat het op grote schaal wordt gebruikt op gebieden als kwantumoptica, kwantumthermodynamica, holte-QED en supergeleidend qubit-onderzoek.

6. PennyLane

Eerste release :2018
Gemaakt door :Xanadu
Unieke kracht :Integreert met klassieke machine learning-ecosystemen
Beste voor :Kwantummachine learning; hybride klassieke kwantummodellen

PennyLane is een open source, op Python gebaseerde quantum computing-bibliotheek die quantum computing integreert met machine learning-workflows en tools biedt voor automatische differentiatie van quantumcircuits. 

Het overbrugt kwantumberekeningen en klassieke optimalisatie door gebruik te maken van raamwerken zoals PyTorch, TensorFlow en JAX. Hierdoor kunnen ontwikkelaars kwantumknooppunten inbedden in klassieke machine learning-modellen. 

PennyLane ondersteunt verschillende kwantumhardware en simulatoren via zijn plug-insysteem, waardoor ontwikkelaars kwantumcircuits op verschillende backends kunnen draaien zonder hun code te wijzigen. Deze flexibiliteit maakt het een waardevol hulpmiddel voor zowel onderzoek als praktische toepassingen in quantum computing. [8]

De bibliotheek biedt ook gespecialiseerde functionaliteiten voor de kwantumchemie, zoals differentieerbare Hartree-Fock-oplossers en hulpmiddelen voor het construeren van moleculaire Hamiltonianen. Met deze functies kunnen onderzoekers kwantumchemische simulaties uitvoeren met op gradiënten gebaseerde optimalisatietechnieken.

5. OpenQASM

Eerste release :2017
Gemaakt door :IBM-onderzoek
Unieke kracht :Ondersteunt hardwareneutraliteit, vergemakkelijkt interoperabiliteit
Beste voor :Het definiëren van circuits op laag niveau en poortsequenties

OpenQASM (Open Quantum Assembly Language) is een hardware-agnostische, tussenliggende representatie voor kwantumcircuits die een syntaxis in assemblagestijl op laag niveau biedt voor kwantumpoortbewerkingen. 

De taal is vooral gericht op het uitdrukken van kwantumcircuits in een machineleesbaar en voor mensen leesbaar formaat. Het maakt de nauwkeurige beschrijving van instructies op poortniveau mogelijk, inclusief qubit-toewijzing, kwantumpoorttoepassing, metingen, klassieke registerinteracties en voorwaardelijke logica.

OpenQASM is uitgegroeid tot een algemeen aanvaarde standaard voor het uitdrukken van kwantumprogramma's in een gestructureerde, declaratieve vorm. Recent onderzoek heeft zich gericht op het mogelijk maken van de verificatie en formalisering van hybride quantum-klassieke computing met OpenQASM 3, waarbij het potentieel van de taal voor rigoureuze programma-analyse en validatie wordt benadrukt.

4. PyQuil

Eerste release :2017
Gemaakt door :Rigetti Computing
Unieke kracht :Parametrische compilatie, realistische simulatielaag
Beste voor :Programma's uitvoeren op Rigetti-hardware en simulators

PyQuil is een open-source kwantumprogrammeerbibliotheek die is gebouwd voor het maken en uitvoeren van kwantumprogramma's met behulp van het Quil-protocol (Quantum Instruction Language).  

PyQuil, geschreven in Python, dient als het belangrijkste hulpmiddel voor interactie met Rigetti’s Forest-platform en Aspen-kwantumprocessors, die zijn gebaseerd op supergeleidende qubit-architecturen. In tegenstelling tot op Python gebaseerde abstracties in andere raamwerken geeft Quil ontwikkelaars meer transparantie over wat er feitelijk op de kwantumhardware draait, wat van onschatbare waarde is voor het debuggen en afstemmen van prestaties. [9]

Het is vooral gericht op NISQ-computers (Noisy Intermediate-Scale Quantum), waardoor ontwikkelaars een expressieve maar toch laag-niveau interface krijgen om kwantumcircuits te construeren en te simuleren. 

PyQuil biedt een sterke mix van abstractie en optimalisatie, samen met een realistische simulatielaag (QVM) die hardwaregedrag nauw nabootst. Ontwikkelaars kunnen circuits compileren die voldoen aan de echte hardwarebeperkingen van Rigetti’s apparaten, zoals qubit-connectiviteit, native gate-sets en ruisprofielen. 

Gecombineerd met toegang tot Rigetti’s Aspen QPU’s maakt dit PyQuil tot een praktisch en betrouwbaar hulpmiddel voor onderzoek en testen.  

3. Vraag#

Eerste release :2017
Gemaakt door :Microsoft
Unieke kracht :Ingebouwde simulatietools, modulaire kwantumbibliotheken
Beste voor :Ontwikkeling van algoritmen op ondernemingsniveau

Q# (Q-sharp) is een domeinspecifieke kwantumprogrammeertaal die een sterk typesysteem gebruikt en een strikte scheiding afdwingt tussen kwantumgegevens en klassieke gegevens om programmeerfouten te minimaliseren. 

In tegenstelling tot raamwerken zoals Qiskit en Cirq die zijn gebouwd op algemene programmeertalen zoals Python, is Q# vanaf de basis speciaal ontworpen voor kwantumcomputing. 

Q# valt op door zijn formele structuur, sterke typeveiligheid en schaalbaarheid op de lange termijn. Het beschikt over sterk statisch typen en foutcontrole tijdens het compileren, waardoor het risico op bugs aanzienlijk wordt verminderd. Een van de belangrijkste sterke punten zijn de ingebouwde hulpmiddelen voor het schatten van hulpbronnen, waarmee ontwikkelaars niet alleen kwantumcircuits kunnen simuleren, maar ook hun kosten kunnen evalueren in termen van qubits, poortaantallen en circuitdiepte.

Het wordt geleverd met een rijke bibliotheek met vooraf gebouwde kwantumbewerkingen, zoals kwantum Fourier-transformatie, amplitudeversterking en de zoekopdracht van Grover. Bovendien is het diep geïntegreerd in het bredere Azure Quantum-platform van Microsoft, evenals in Visual Studio, Visual Studio Code en Jupyter Notebooks. [10]

2. Cirq

Eerste release :2018
Gemaakt door :Google AI Quantum-team
Unieke kracht :Hardware-georiënteerde, nauwkeurige controle
Beste voor :Aangepaste circuits voor apparaten uit het NISQ-tijdperk, kwantumsimulaties

Cirq is een open-source kwantumprogrammeerframework dat primair is ontworpen ter ondersteuning van NISQ-apparaten (Noisy Intermediate-Scale Quantum). Het biedt ontwikkelaars nauwkeurige controle over kwantumcircuits, vooral waar hardwaretopologie en ruiseigenschappen van belang zijn.

Cirq maakt gebruik van een momentgebaseerde architectuur. Het organiseert operaties in op tijd gebaseerde ‘momenten’, waardoor een betere simulatie van de uitvoeringstijd mogelijk is en het gemakkelijker wordt om realistische ruis- en decoherentiemodellen op te nemen. [11]

In tegenstelling tot raamwerken op een hoger niveau die zich richten op abstracte kwantumalgoritmen, legt Cirq de nadruk op controle op het niveau van de poort- en circuitplanning. Hierdoor kunnen onderzoekers experimenteren met hardwarebewuste optimalisaties en kwantumoperaties benchmarken. 

Cirq wordt vaak gebruikt als basisprogrammeerlaag voor TensorFlow Quantum. Het is ook de moedertaal voor interactie met de supergeleidende kwantumprocessors van Google, zoals Sycamore en Bristlecone. 

1. Qiskit

Eerste release :2017
Gemaakt door :IBM-onderzoek
Unieke kracht :Diepe verticale integratie met de kwantumhardware van IBM
Beste voor :Circuitontwerp, prototyping van kwantumalgoritmen, hybride simulaties

Qiskit is een open-source kwantumprogrammeertaal die ontwikkelaars en onderzoekers in staat stelt om vanuit zowel theoretische als praktische perspectieven met kwantumcomputing bezig te zijn, variërend van het simuleren van kwantumcircuits tot het implementeren ervan op de supergeleidende kwantumprocessors van IBM.

Qiskit is gebouwd in Python en ondersteunt het poortgebaseerde model van kwantumberekeningen en is nauw geïntegreerd met de kwantumcloudhardware van IBM. 

Het platform is geëvolueerd van een standaard SDK naar een uitgebreide stapel die algoritmebibliotheken op hoog niveau omvat (zoals Qiskit Machine Learning, Nature, Optimization), circuitbouwers op het middenniveau en zelfs pulsniveaucontrole via Qiskit Pulse. Deze gelaagde architectuur stelt ontwikkelaars in staat kwantumprogramma's op elk abstractieniveau te creëren, te experimenteren en te optimaliseren. 

Een van de meest baanbrekende functies van Qiskit is de realtime toegang tot daadwerkelijke kwantumhardware via IBM Quantum Experience, dat kwantumprocessors host met 5, 16, 27 en 127+ qubits. Dit heeft duizenden ontwikkelaars praktische ervaring gegeven met echte kwantumruis en apparaatbeperkingen. 

De afgelopen jaren is Qiskit uitgegroeid tot een van de meest toegankelijke en breed toegepaste platforms in quantum computing. Het is meer dan 6 miljoen keer geïnstalleerd, met ongeveer 300.000 nieuwe installaties per maand. Met meer dan 2.000 forks en meer dan 8.000 bijdragen op GitHub heeft Qiskit tot nu toe ook de uitvoering van meer dan 3 biljoen kwantumcircuits mogelijk gemaakt. [12]

Lees meer 

• 21 meest interessante feiten over kwantumcomputers  
• 15 kwantumprocessors met een nieuw computerparadigma

Geciteerde bronnen en aanvullende referenties  

1. Felipe Ferreira, Een verkennend onderzoek naar het gebruik van kwantumprogrammeertalen, ScienceDirect
2. Krishna Upadhyay, Analyse van de evolutie en het onderhoud van quantum computing-repository's, arXiv
3. Finn Voichick, een uniforme taal voor kwantum- en klassiek computergebruik, arXiv
4. ProjectQ, een open-sourcesoftwareproject voor kwantumcomputing, arXiv
5. Documentatie, plug-in PennyLane-Aardbeienvelden, PennyLane
6. Documentatie, Hoe u bedrijfsproblemen kunt optimaliseren met kwantumklassieke hybride oplossers, D-Wave
7. Neill Lambert, De kwantumtoolbox in Python, arXiv
8. Quantum Devices, PennyLane's ecosysteem voor kwantumapparaten met meer dan 40 geïntegreerde opties, PennyLane
9. Documentatie, pyQuil stelt u in staat Quil-programma's te bouwen en uit te voeren met behulp van Python, pyQuil
10. Qsharp-overzicht, Inleiding tot de kwantumprogrammeertaal Q#, Microsoft
11. Referentie, Een tijdsdeel van operaties binnen een circuit, Google
12. Muhammad AbuGhanem, IBM-kwantumcomputers:evolutie, prestaties en toekomstige richtingen, Springer