Квантовые вычисления используют квантовую механику для выполнения вычислений более эффективно, чем классические компьютеры.Квантовые вычисления — это парадигма вычислений, которая использует квантово-механические явления, такие как суперпозиция и запутанность, для обработки информации. В отличие от классических битов, которые могут быть либо 0, либо 1, квантовые биты (кубиты) могут находиться в суперпозиции обоих состояний одновременно. Это позволяет квантовому компьютеру исследовать множество возможных решений одновременно, потенциально решая некоторые задачи экспоненциально быстрее, чем любой классический компьютер.
Концепция была впервые предложена Ричардом Фейнманом в 1982 году, а формальная модель квантовых вычислений была разработана Дэвидом Дойчем в 1985 году. Алгоритм Питера Шора 1994 года для разложения больших чисел на множители продемонстрировал явное практическое преимущество, что вызвало интенсивные исследования.
Квантовый компьютер работает, манипулируя кубитами с помощью квантовых вентилей, которые представляют собой операции, изменяющие состояние кубитов. Мощность возникает из-за запутанности, когда состояние одного кубита коррелирует с состоянием другого, что позволяет выполнять сложные взаимосвязанные вычисления. В конце вычислений кубиты измеряются, что приводит к коллапсу их суперпозиции в определенное классическое состояние. Задача состоит в поддержании квантовой когерентности — изоляции кубитов от шума окружающей среды, который может разрушить хрупкие квантовые состояния.
Квантовые компьютеры разрабатываются для применений в криптографии, открытии лекарств, материаловедении и задачах оптимизации, таких как моделирование молекулярных взаимодействий или управление сложными логистическими сетями.
Квантовый компьютер всего с 300 кубитами содержал бы больше состояний, чем атомов в наблюдаемой Вселенной, что иллюстрирует огромное вычислительное пространство, к которому он может получить доступ.
| P | переменная | Мощность — мощность Вт |
| N | переменная | Число атомов — число частиц |
