Kvantový počítač je výpočetní zařízení, které používá jevy kvantové mechaniky pro přenos a zpracování dat. Myšlenka kvantového počítání byla nezávisle navržena Yuri Maninem a Richardem Feynmanem na počátku 80. let minulého století. Od té doby bylo pro vytvoření kvantového počítače vykonáno obrovské množství práce. Plnohodnotný univerzální kvantový počítač je však stále hypotetickým zařízením, jehož vývoj je spojen s vážným vývojem kvantové teorie. K dnešnímu dni bylo vytvořeno několik experimentálních systémů s algoritmem nízké složitosti. Jak funguje kvantový počítač - více k tomu v dnešním vydání!
Hlavním rozdílem mezi kvantovým počítačem a klasickým počítačem je prezentace informací. Konvenční počítače založené na tranzistorech a křemíkových čipech používají pro zpracování informací binární kód. Trochu, jak víte, má dva základní stavy - nula a jeden, a může být pouze v jednom z nich. Pokud jde o kvantový počítač, jeho práce je založena na principu superpozice a místo bitů se používají kvantové bity, nazývané qubity. Qubit má také dva základní stavy: nula a jeden. Avšak díky superpozici může qubit převzít hodnoty získané jejich kombinací a být ve všech těchto stavech současně. Jedná se o paralelismus kvantového zpracování, to znamená, že není nutné opakovat všechny možné varianty stavů systému. Kromě,Kvůli popisu přesného stavu systému kvantový počítač nepotřebuje obrovský výpočetní výkon a objemy paměti RAM, protože pouze 100 bitů stačí k výpočtu systému 100 částic, nikoli bilionu bilionů bitů.
Za zmínku také stojí, že změna stavu určitého qubitu v kvantovém počítači vede ke změně stavu jiných částic, což je další rozdíl od konvenčního počítače. A tuto změnu lze zvládnout. Proces kvantového počítače navrhl britský teoretický fyzik David Deutsch v roce 1995, kdy vytvořil obvod schopný provádět jakékoli výpočty na kvantové úrovni. Podle jeho schématu se nejprve vezme sada qubitů a zaznamenají se jejich počáteční parametry. Poté se provedou potřebné transformace pomocí logických operací a zapíše se výsledná hodnota, která je výsledkem počítače. Qubits fungují jako dráty a logické bloky provádějí transformace.
Podle vědců budou kvantové počítače milionkrát výkonnější než ty současné. Již byla popsána široká paleta algoritmů pro provoz kvantového počítače a vyvíjejí se dokonce speciální programovací jazyky. Vědci společnosti Cisco Systems předpovídají, že plně funkční kvantový počítač se objeví v polovině příštího desetiletí. Japonsko je lídrem v této oblasti: více než 70% veškerého výzkumu se v této zemi provádí.