Das in den 1970er Jahren erstmals vorgeschlagene Quantencomputing stützt sich auf die Quantenphysik, indem bestimmte quantenphysikalische Eigenschaften von Atomen oder Kernen genutzt werden, die es ihnen ermöglichen, als Quantenbits oder Qubits als Prozessor und Speicher des Computers zusammenzuarbeiten. Durch die Interaktion miteinander, während sie von der externen Umgebung isoliert sind, können Qubits bestimmte Berechnungen exponentiell schneller ausführen als herkömmliche Computer.
Qubits erklärt
Qubits verlassen sich nicht auf die traditionelle binäre Natur des Rechnens. Während herkömmliche Computer Informationen unter Verwendung von Binärzahlen, entweder 0 oder 1, in Bits codieren und nur Berechnungen für einen Satz von Zahlen gleichzeitig durchführen können, codieren Quantencomputer Informationen als eine Reihe von quantenmechanischen Zuständen wie Spinrichtungen von Elektronen oder Polarisation Orientierungen eines Photons, die eine 1 oder eine 0 darstellen könnten, könnten eine Kombination der beiden darstellen oder eine Zahl darstellen, die ausdrückt, dass der Zustand des Qubits irgendwo zwischen 1 und 0 liegt, oder eine Überlagerung vieler verschiedener Zahlen gleichzeitig.
Ein Quantencomputer kann eine beliebige reversible klassische Berechnung für alle Zahlen gleichzeitig durchführen, was ein binäres System nicht kann, und hat auch eine gewisse Fähigkeit, Interferenzen zwischen verschiedenen verschiedenen Zahlen zu erzeugen. Wenn Sie eine Berechnung mit vielen verschiedenen Zahlen gleichzeitig durchführen und dann die Ergebnisse stören, um eine einzige Antwort zu erhalten, kann ein Quantencomputer viel leistungsfähiger sein als ein klassischer Computer derselben Größe. Wenn nur eine einzige Verarbeitungseinheit verwendet wird, kann ein Quantencomputer natürlich unzählige Operationen parallel ausführen.
Quantum Computing eignet sich nicht gut für Aufgaben wie Textverarbeitung und E-Mail, ist jedoch ideal für Aufgaben wie Kryptografie sowie Modellierung und Indizierung sehr großer Datenbanken.