İlk olarak 1970'lerde önerilen kuantum hesaplama, atomların veya çekirdeklerin kuantum bitleri veya kübitler olarak bilgisayarın işlemcisi ve belleği olarak birlikte çalışmasına izin veren belirli kuantum fiziği özelliklerinden yararlanarak kuantum fiziğine dayanır. Dış ortamdan izole olurken birbirleriyle etkileşime girerek, kübitler belirli hesaplamaları geleneksel bilgisayarlardan katlanarak daha hızlı gerçekleştirebilir.
Qubits Açıklaması
Qubit'ler, bilgi işlemin geleneksel ikili doğasına dayanmaz. Geleneksel bilgisayarlar, 0 veya 1 gibi ikili sayıları kullanarak bilgileri bitlere kodlarken ve aynı anda yalnızca bir sayı kümesi üzerinde hesaplamalar yapabilirken, kuantum bilgisayarlar, elektronların dönme yönleri veya polarizasyon gibi bir dizi kuantum mekanik durum olarak kodlar 1 veya 0'ı temsil edebilen bir fotonun yönelimleri, ikisinin bir kombinasyonunu temsil edebilir veya kübit durumunun 1 ile 0 arasında bir yerde olduğunu ifade eden bir sayıyı veya aynı anda birçok farklı sayının süperpozisyonunu temsil edebilir.
Bir kuantum bilgisayar, aynı anda tüm sayılar üzerinde rastgele bir tersine çevrilebilir klasik hesaplama yapabilir, ki bu ikili bir sistem yapamaz ve ayrıca çeşitli farklı sayılar arasında girişim üretme yeteneğine sahiptir. Aynı anda birçok farklı sayı üzerinde bir hesaplama yaparak ve ardından sonuçları tek bir yanıt almak için müdahale ederek, bir kuantum bilgisayar aynı boyuttaki klasik bir bilgisayardan çok daha güçlü olma potansiyeline sahiptir. Yalnızca tek bir işlem birimi kullanıldığında, bir kuantum bilgisayar doğal olarak sayısız işlemi paralel olarak gerçekleştirebilir.
Kuantum hesaplama, kelime işleme ve e-posta gibi görevler için pek uygun değildir, ancak kriptografi ve çok büyük veritabanlarını modelleme ve indeksleme gibi görevler için idealdir.