Kvantni računalnik je računalniška naprava, ki uporablja pojave kvantne mehanike za prenos in obdelavo podatkov. Idejo o kvantnem računalništvu sta neodvisno predlagala Jurij Manin in Richard Feynman v začetku 80-ih let prejšnjega stoletja. Od takrat je bilo narejenega ogromno dela za ustvarjanje kvantnega računalnika. Vendar je popoln univerzalni kvantni računalnik še vedno hipotetična naprava, katere razvoj je povezan z resnim razvojem kvantne teorije. Do danes je bilo ustvarjenih nekaj eksperimentalnih sistemov z algoritmom majhne zapletenosti. Kako deluje kvantni računalnik - več o tem v današnji številki!
Glavna razlika med kvantnim računalnikom in klasičnim je predstavitev informacij. Običajni računalniki, ki temeljijo na tranzistorjih in silicijevih čipih, uporabljajo binarno kodo za obdelavo informacij. Malo, kot veste, ima dve osnovni stanji - nič in eno in je lahko samo v enem od njih. Kar zadeva kvantni računalnik, njegovo delo temelji na načelu superpozicije, namesto bitov pa se uporabljajo kvantni biti, imenovani qubits. Qubit ima tudi dve osnovni stanji: nič in eno. Zahvaljujoč superpoziciji pa lahko kbit prevzame vrednosti, ki jih dobimo z združevanjem, in je hkrati v vseh teh stanjih. To je vzporednost kvantnega računanja, torej ni potrebe po iteriranju nad vsemi možnimi različicami stanj sistema. Poleg tegada bi opisal natančno stanje sistema, kvantni računalnik ne potrebuje ogromne računalniške moči in velikosti RAM-a, saj je za izračun sistema 100 delcev dovolj le 100 kitov in ne bilijona bilijona bitov.
Prav tako je treba opozoriti, da sprememba stanja določenega kbita v kvantnem računalniku vodi v spremembo stanja drugih delcev, kar je še ena razlika od običajnega računalnika. In to spremembo je mogoče obvladati. Postopek kvantnega računalnika je predlagal britanski teoretični fizik David Deutsch leta 1995, ko je ustvaril vezje, ki bi lahko izvajalo kakršne koli izračune na kvantni ravni. Po njegovi shemi se najprej vzame niz kitov in se zapišejo njihovi začetni parametri. Nato se izvedejo potrebne pretvorbe z uporabo logičnih operacij in zapiše se dobljena vrednost, ki je rezultat računalnika. Kubiti delujejo kot žice, logični bloki pa pretvorbe.
Po mnenju znanstvenikov bodo kvantni računalniki milijoni krat močnejši od sedanjih. Opisani so že številni algoritmi za delovanje kvantnega računalnika, razvijajo se celo posebni programski jeziki. Raziskovalci podjetja Cisco Systems predvidevajo, da se bo do konca naslednjega desetletja pojavil popolnoma funkcionalen kvantni računalnik. Japonska je vodilna na tem področju: v tej državi je več kot 70% vseh raziskav.