En kvantecomputer er en computerenhed, der bruger kvantemekanikens fænomener til at transmittere og behandle data. Ideen om kvanteberegning blev uafhængigt foreslået af Yuri Manin og Richard Feynman i de tidlige 80'ere af forrige århundrede. Siden da er der gjort en enorm mængde arbejde for at skabe en kvantecomputer. Imidlertid er en fuldgyldig universal kvantecomputer stadig en hypotetisk enhed, hvis udvikling er forbundet med den seriøse udvikling af kvanteteori. Indtil videre er der oprettet et par eksperimentelle systemer med en algoritme med lav kompleksitet. Hvordan fungerer en kvantecomputer - mere om det i dagens udgave!
Den største forskel mellem en kvantecomputer og en klassisk computer er præsentationen af information. Konventionelle computere baseret på transistorer og siliciumchips bruger en binær kode til at behandle information. Lidt har du som bekendt to grundlæggende tilstande - nul og en, og kan kun være i en af dem. Med hensyn til en kvantecomputer er dens arbejde baseret på princippet om superposition, og i stedet for bits anvendes kvantebits, kaldet qubits. En kvbit har også to grundlæggende tilstande: nul og en. Takket være superpositionen kan en qubit dog påtage sig de opnåede værdier ved at kombinere dem og være i alle disse tilstande på samme tid. Dette er paralleliteten i kvanteberegning, det vil sige, at der ikke er behov for at itereere over alle mulige varianter af systemets tilstande. Udover,For at beskrive et systems nøjagtige tilstand har en kvantecomputer ikke brug for enorm computerkraft og volumener RAM, da kun 100 qubits er nok til at beregne et system på 100 partikler og ikke en billion billioner bit.
Det er også værd at bemærke, at en ændring i tilstanden af en bestemt kvbbit i en kvantecomputer fører til en ændring i tilstanden af andre partikler, hvilket er en anden forskel fra en konventionel computer. Og denne ændring kan styres. Processen med en kvantecomputer blev foreslået af den britiske teoretiske fysiker David Deutsch i 1995, da han oprettede et kredsløb, der var i stand til at udføre nogen beregninger på kvanteniveau. I henhold til hans skema tages først et sæt qubits, og deres indledende parametre registreres. Derefter udføres de nødvendige transformationer ved hjælp af logiske operationer, og den resulterende værdi skrives, hvilket er resultatet af computeren. Qubits fungerer som ledninger, og logiske blokke udfører transformationer.
Ifølge forskere vil kvantecomputere være millioner gange mere magtfulde end nuværende. En lang række algoritmer til betjening af en kvantecomputer er allerede beskrevet, og endda er der udviklet specielle programmeringssprog. Forskere ved Cisco Systems forudsiger, at en fuldt funktionel kvantecomputer vil dukke op i midten af det næste årti. Japan er førende på dette område: mere end 70% af al forskning foregår i dette land.