kvanteberegning

Kvanteberegning er studiet av beregningsmetoder som utnytter kvantemekaniske fenomener for å utføre operasjoner på informasjonsbærere kalt kvantebiter, eller qubits. En qubit kan være i superposisjon av tilstander og dermed representere 0 og 1 samtidig. Når flere qubits er sammenfiltret, kan tilstanden til hele systemet ikke beskrives uavhengig av hverandre, noe som muliggjør kompleks samhandling mellom informationsenheter.

Den vanligste tilnærmingen er gatebasert kvanteberegning, der kvanteporter som X, Hadamard og kontrollert NOT (CNOT) kombineres i kvantekretsløp for å utføre beregninger. Andre modeller inkluderer adiabatiske kvanteberegninger og kvanteannealing, som ofte brukes til å løse optimeringsproblemer ved å søke lavenergistater.

Utbredte plattformtyper inkluderer superledende qubits, ion-trap-qubits og fotoniske systemer. Enkelte kommersielle og forskningsbaserte løsninger bruker også kvanteannealingsteknologier i spesifikke applikasjoner. Per i dag befinner teknologien seg i Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) -perioden, preget av maskiner med flere titalls til hundrevis av qubits som fortsatt lider av betydelig støy og mangel på fullstendig feilretting.

Gjennomslagsalgoritmer som Shor's faktoriseringsalgoritme og Grovers søkealgoritme viser teoretisk potensial til betydelige forbedringer for visse problemer, spesielt innen kryptografi, kjemi og materialforskning. Praktisk nytte i stor skala avhenger av utvikling av pålitelig kvantefeilkorrigering og bedre integrasjon mellom klassisk og kvante beregning.