Kvantarvuti on arvutusseade, mis kasutab andmete edastamiseks ja töötlemiseks kvantmehaanika nähtusi. Kvantarvutuste idee pakkusid iseseisvalt välja Juri Manin ja Richard Feynman eelmise sajandi 80ndate alguses. Pärast seda on kvantarvuti loomiseks tehtud tohutult palju tööd. Täisväärtuslik universaalne kvantarvuti on siiski endiselt hüpoteetiline seade, mille arendamise võimalus on seotud kvantteooria tõsise arendamisega. Praeguseks on vähese keerukusega algoritmiga loodud mõned katsesüsteemid. Kuidas kvantarvuti töötab - sellest rohkem tänases numbris!
Peamine erinevus kvantarvuti ja klassikalise vahel on teabe esitamine. Tavalised arvutid, mis põhinevad transistoridel ja ränikiipidel, kasutavad teabe töötlemiseks kahendkoodi. Natuke, nagu teate, on kaks põhiseisundit - null ja üks ning see võib olla ainult ühes neist. Mis puudutab kvantarvutit, siis selle töö põhineb superpositsiooni põhimõttel ning bittide asemel kasutatakse kvantbitti, mida nimetatakse kviteks. Kvbitil on ka kaks põhiseisundit: null ja üks. Tänu superpositsioonile võib qubit võtta nende ühendamisel saadud väärtused ja olla kõigis nendes olekutes samal ajal. See on kvantarvutuse paralleelsus, see tähendab, et pole vaja korrata süsteemi kõigi võimalike variantide üle. Pealegi,süsteemi täpse oleku kirjeldamiseks ei vaja kvantarvuti tohutut arvutusvõimsust ja RAM-i mahtusid, kuna 100 osakesest koosneva süsteemi arvutamiseks piisab vaid 100 vutist, mitte triljonist triljonist bitist.
Samuti väärib märkimist, et kvantarvuti teatud qubidi oleku muutumine toob kaasa muude osakeste oleku muutuse, mis on veel üks erinevus tavalisest arvutist. Ja seda muudatust saab hakkama. Kvantarvuti protsessi pakkus Briti teoreetiline füüsik David Deutsch välja 1995. aastal, kui ta lõi vooluringi, mis on võimeline teostama mis tahes arvutusi kvanttasandil. Tema skeemi kohaselt võetakse kõigepealt juppide komplekt ja registreeritakse nende algparameetrid. Seejärel viiakse loogiliste toimingute abil läbi vajalikud teisendused ja kirjutatakse saadud väärtus, mis on arvuti tulemus. Qubits toimib juhtmetena ja loogilised plokid teostavad teisendusi.
Teadlaste sõnul on kvantarvutid miljonid kordi võimsamad kui praegused. Juba on kirjeldatud mitmesuguseid kvantarvuti tööks vajalikke algoritme ja isegi spetsiaalseid programmeerimiskeeli töötatakse välja. Cisco Systems'i teadlased ennustavad, et täielikult töötav kvantarvuti ilmub järgmise kümnendi keskpaigaks. Jaapan on selles valdkonnas liider: rohkem kui 70% kogu teadustööst tehakse selles riigis.
