kvantarvutid

Kvantarvutid on arvutisüsteemid, mis kasutavad kvantmehaanika põhimõtteid andmete töötlemiseks. Põhielemendid on kvantbittid (qubits), mis võivad olla 0, 1 või samaaegselt mõlemas olekus superpositsioonis. Lisaks võivad kvantbittide olekud olla teineteisega seotud ehk entanglitud. Kvantarvutite töö põhineb kvantoperatsioonide järjepideval rakendamisel ja lõpptoimingul mõõtmisel; väljundid on tõenäosuslikud ja sõltuvad eelmistest toimingutest.

Tehnoloogiliselt on kvantarvutite lahendused mitmekesised: superconducting qubits (nt IBM, Google), ion-trap kvantbittid (IonQ, mitmes laboris) ning fotonide või topoloogiliste lähenemiste põhised lahendused. Igal tehnoloogial on tugevused ja piirangud, mis puudutavad stabiilsust, skaaleeritavust ja operatsioonide kiirust. Üha enam uuritakse ka ühiseid lahendusi, mis ühendaksid parimaid omadusi.

Praegu valitsevad Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) seadmed, millel on mitu kümnet või sajat qubits, kuid kõrged vea- ja piiratud korrektsioonivõime tõttu vajavad nad veel arendusi. NISQ-periood võimaldab katsetada kvantkavatsusi ja simulatsioone, kuid laiaulatuslikuks praktiliseks kasutuseks on vaja tõelist veaparandust ja suuremat skaleeritavust, mis eeldab kvantkoodide arengut ja koonduvat arhitektuuri.

Kvantarvutite uurimine ja arendamine võib tulevikus mõjutada krüptograafiat, keemiat, materjaliteadust ning lahendada keerulisi optimeerimisprobleeme; edusammud toimuvad järk-järgult ning sõltuvad rahastamisest ja rahvusvahelisest koostööst.