Kwantumcomputer
Een kwantumcomputer is een model voor het bouwen van een computer. Het idee is dat kwantumcomputers bepaalde fenomenen uit de kwantummechanica, zoals superpositie en verstrengeling, kunnen gebruiken om bewerkingen op gegevens uit te voeren. Het basisprincipe achter kwantumberekening is dat kwantumeigenschappen kunnen worden gebruikt om gegevens weer te geven en bewerkingen uit te voeren. Een theoretisch model is de quantum-turingmachine, ook wel bekend als de universele quantumcomputer.
Het idee van quantumcomputing is nog heel nieuw. Er zijn al experimenten gedaan. Hierbij is een zeer klein aantal bewerkingen uitgevoerd op qubits (quantumbit). Zowel praktisch als theoretisch onderzoek wordt met belangstelling voortgezet en veel nationale overheids- en militaire financieringsinstanties ondersteunen quantumcomputing onderzoek om quantumcomputers te ontwikkelen voor zowel civiele als militaire doeleinden, zoals cryptoanalyse.
De huidige computers, die "klassieke" computers worden genoemd, slaan informatie op in binaire vorm; elk bit staat aan of uit. Kwantumberekening gebruikt qubits, die naast het feit dat ze mogelijk aan of uit staan, zowel aan als uit kunnen staan, wat een manier is om de superpositie te beschrijven, totdat er een meting wordt gedaan. De toestand van een stukje data op een normale computer is met zekerheid bekend, maar kwantumberekening maakt gebruik van waarschijnlijkheden. Er zijn slechts zeer eenvoudige quantumcomputers gebouwd, hoewel er grotere ontwerpen zijn uitgevonden. Kwantumberekening maakt gebruik van een speciaal soort natuurkunde, de kwantumfysica.
Als er op grote schaal kwantumcomputers kunnen worden gebouwd, zullen ze sommige problemen veel sneller kunnen oplossen dan eender welke bestaande computer (zoals het algoritme van Shor). Kwantumcomputers zijn anders dan andere computers zoals DNA-computers en traditionele computers op basis van transistors. Sommige computerarchitecturen, zoals optische computers, kunnen gebruik maken van de klassieke superpositie van elektromagnetische golven. Zonder kwantummechanische bronnen zoals verstrengeling denken mensen dat een exponentieel voordeel ten opzichte van klassieke computers niet mogelijk is. Kwantumcomputers kunnen geen functies uitvoeren die theoretisch niet te berekenen zijn door klassieke computers, met andere woorden, ze veranderen niets aan de kerk-Turingsthesis. Ze zouden echter wel in staat zijn om veel dingen veel sneller en efficiënter te doen.
De Bloch-bol is een representatie van een qubit, de fundamentele bouwsteen van kwantumcomputers.
