Kvanttitietokoneet ovat koneita, jotka käyttävät kvanttifysiikan ominaisuuksia tietojen tallentamiseen ja laskelmien suorittamiseen.

Kvanttitietokoneet ovat koneita, jotka käyttävät ominaisuuksia kvanttifysiikkaa tallentaa tietoja ja suorittaa laskelmia. Tämä voi olla erittäin edullista tietyissä tehtävissä, joissa ne voivat ylittää jopa parhaat supertietokoneemme.

Klassiset tietokoneet, joihin kuuluvat älypuhelimet ja kannettavat tietokoneet, koodaavat tiedot binäärisiksi "bitteiksi", jotka voivat olla joko 0:ta tai 1:tä. Jonkin sisällä kvantitietokone, muistin perusyksikkö on kvanttibitti tai kubitti.

Kubitit tehdään käyttämällä fyysisiä järjestelmiä, kuten elektronin spiniä tai fotonin suuntausta. Nämä järjestelmät voivat olla useissa eri järjestelyissä kerralla, ominaisuus, joka tunnetaan nimellä kvantti päällekkäisyys. Qubitit voidaan myös yhdistää erottamattomasti toisiinsa käyttämällä ilmiötä nimeltä kvantti takertuminen. Tuloksena on, että sarja kubitteja voi edustaa eri asioita samanaikaisesti.

Esimerkiksi kahdeksan bittiä riittää klassiselle tietokoneelle edustamaan mitä tahansa lukua välillä 0-255. Mutta kahdeksan kubittiä riittää kvanttitietokoneelle edustamaan jokaista lukua välillä 0-255 samanaikaisesti. Muutama sata kietoutunutta kubittia riittäisi edustamaan enemmän numeroita kuin universumissa on atomeja.

Tässä kvanttitietokoneet saavat etunsa klassisiin verrattuna. Tilanteissa, joissa mahdollisia yhdistelmiä on suuri määrä, kvanttitietokoneet voivat tarkastella niitä samanaikaisesti. Esimerkkejä ovat yrittäminen löytää erittäin suuren määrän alkutekijöitä tai paras reitti kahden paikan välillä.

Saattaa kuitenkin olla myös paljon tilanteita, joissa klassiset tietokoneet ovat silti parempia kuin kvanttitietokoneet. Joten tulevaisuuden tietokoneet voivat olla näiden molempien tyyppien yhdistelmä.

Toistaiseksi kvanttitietokoneet ovat erittäin herkkiä: lämpö, ​​sähkömagneettiset kentät ja törmäykset ilmamolekyylien kanssa voivat saada kubitin menettämään kvanttiominaisuutensa. Tämä prosessi, joka tunnetaan nimellä kvanttidekoherenssi, aiheuttaa järjestelmän kaatumisen, ja se tapahtuu nopeammin, mitä enemmän hiukkasia on mukana.

Kvanttitietokoneiden on suojattava kubitit ulkoisilta häiriöiltä joko eristämällä ne fyysisesti, pitää ne viileinä tai lyömällä niitä tarkasti kontrolloiduilla energiapulsseilla. Lisäkubitteja tarvitaan korjaamaan järjestelmään hiipiviä virheitä.

Kääntää "