kvantumszámításra

Kvantumszámítás a számítás elvét a kvantummechanika jelenségeire építi. Az információt qubitekben tárolják, amelyek szuperpozícióban több állapot keverékét is felvehetik, és összefonódhatnak, így a több qubit közötti korrelációk komplex számításokra adnak lehetőséget. A számításokat kvantumkapukból álló hálózatokra bontják, amelyek unitárius műveleteket végeznek, és a végén a mérés klasszikus értékeket ad. A kvantumhálózatokat interferenciával és összefonódással összerakva lehet a kívánt feldolgozást elvégezni.

Fontos kvantumalgotítási példák közé tartozik Shor-faktorizálás és Grover-keresés. Shor algoritmusa polinomiális idő alatt faktorizálhat számokat, ami a jelenlegi klasszikus kriptográfiát érintheti; Grover algoritmusa a nem rendezett keresésekhez nyújt kvadratikus gyorsulást. Ezek a példák jól illusztrálják a kvantummechanika által kínált potenciális előnyöket a bizonyos típusú problémák megoldásában.

Megvalósítási platformok közé tartoznak a szupervezető qubitek (transzmonok), a csapdázott ionok és a fotonikus rendszerek. Mindegyik platform más-más környezeti feltételeket és zajkezelést igényel. Jelenleg a hibajavítással és nagy skálázhatósággal kapcsolatos kihívásokkal küzdő időszakban (NISQ, noisi intermediate-scale quantum) gyakran rövid, megbízható futások érhetők el.

Alkalmazások között szerepelhet a kémiai szimuláció és anyagtudomány, a komplex optimalizáció és bizonyos adatelemzési feladatok, bár a gyakorlatban a mérnöki és elméleti oldal egyaránt fejlesztés alatt áll.

A kvantumszámítás történetében a koncepciókat Feynman és Deutsch adták meg az 1980-as években, a gyakorlati áttöréseket pedig Shor és Grover hozta. A jelenlegi szakasz a hardver- és algoritmusfejlesztés kombinált erőfeszítéséről szól.