Um computador quântico é um dispositivo de computação que usa os fenômenos da mecânica quântica para transmitir e processar dados. A ideia da computação quântica foi proposta independentemente por Yuri Manin e Richard Feynman no início dos anos 80 do século passado. Desde então, muito trabalho foi feito para criar um computador quântico. No entanto, um computador quântico universal completo ainda é um dispositivo hipotético, cujo desenvolvimento está associado ao desenvolvimento sério da teoria quântica. Até o momento, alguns sistemas experimentais foram criados com um algoritmo de baixa complexidade. Como funciona um computador quântico - mais sobre isso na edição de hoje!
A principal diferença entre um computador quântico e um clássico é a apresentação da informação. Os computadores convencionais baseados em transistores e chips de silício usam um código binário para processar informações. Um bit, como você sabe, tem dois estados básicos - zero e um, e só pode estar em um deles. Quanto ao computador quântico, seu trabalho é baseado no princípio da superposição e, em vez de bits, são usados bits quânticos, chamados qubits. Um qubit também tem dois estados básicos: zero e um. Porém, graças à sobreposição, um qubit pode assumir os valores obtidos pela combinação dos mesmos e estar em todos esses estados ao mesmo tempo. Esse é o paralelismo da computação quântica, ou seja, não há necessidade de iterar sobre todas as variantes possíveis dos estados do sistema. Além disso,para descrever o estado exato de um sistema, um computador quântico não precisa de grande poder de computação e volumes de RAM, uma vez que apenas 100 qubits são suficientes para calcular um sistema de 100 partículas, e não um trilhão de trilhões de bits.
É importante notar também que uma mudança no estado de um determinado qubit em um computador quântico leva a uma mudança no estado de outras partículas, o que é outra diferença em relação a um computador convencional. E essa mudança pode ser gerenciada. O processo de um computador quântico foi proposto pelo físico teórico britânico David Deutsch em 1995, quando ele criou uma cadeia capaz de realizar qualquer cálculo no nível quântico. De acordo com seu esquema, primeiro um conjunto de qubits é obtido e seus parâmetros iniciais são registrados. Em seguida, as transformações necessárias são realizadas usando operações lógicas e o valor resultante é escrito, que é o resultado do computador. Qubits atuam como fios e blocos lógicos realizam transformações.
De acordo com os cientistas, os computadores quânticos serão milhões de vezes mais poderosos do que os atuais. Uma grande variedade de algoritmos para a operação de um computador quântico já foi descrita e até mesmo linguagens de programação especiais estão sendo desenvolvidas. Pesquisadores da Cisco Systems prevêem que um computador quântico totalmente funcional aparecerá em meados da próxima década. O Japão é líder nessa área: mais de 70% de todas as pesquisas são feitas no país.
