شنو هو الكمبيوتر الكمي؟
كمبيوتر الكم هو كمبيوتر يستغل الظواهر الميكانيكية الكم. على المقاييس الصغيرة، المادة الفيزيائية تظهر خصائص كل من الجسيمات والموجات، والحوسبة الكمومية تستغل هذا السلوك باستخدام أجهزة متخصصة. الفيزياء الكلاسيكية ما تقدر تشرح عمل هذه الأجهزة الكمومية، و حاسوب كمومي قابل للتوسع يمكن ينفذ بعض الحسابات بشكل اسرع من أي حاسوب "كلاسيكي" حديث. خصوصاً، حاسوب الكم الكمي واسع النطاق يقدر يكسر مخططات التشفير المستخدمة على نطاق واسع ومساعدة الفيزيائيين في أداء المحاكاة الفيزيائية. لكن، الحالة الحالية من الفن ما زالت تجريبية وغير عملية.  وحدة المعلومات الأساسية في الحوسبة الكمومية هي الكيوبت، مشابهة لبيت في الالكترونيات الرقمية التقليدية. عكس البيت الكلاسيكي، الكيوبيت يمكن ان يكون موجود في وضع فوقي لحالتيه "القاعديتين" ، والذي يعني بشكل فضفاض انه في الحالتين في نفس الوقت. لما نقيس الكيوبت، النتيجة هي خروجي احتمالي من بت كلاسيكي. اذا الكمبيوتر الكمومي يتلاعب بالكوبت بطريقه معينه، فان تأثيرات التداخل الموجية تقدر تعزز نتائج القياس المطلوبة. تصميم الخوارزميات الكمية ينطوي على خلق اجراءات تسمح للكمبيوتر الكمومي بتنفيذ الحسابات بكفاءة.  هندسة الكيوبات عالية الجودة فيزيائيا اثبتت صعوبة. اذا ما كان الكيوبت المادي معزول بالقدر الكافي عن بيئته، فإنه يعاني من عدم التماسك الكمومي، ويدخل الضوضاء في الحسابات. استثمرت الحكومات الوطنية بشكل كبير في البحوث التجريبية التي تهدف لتطوير الكيوبيتات القابلة للتوسع مع أوقات اتساق أطول ومعدلات خطأ أقل. اثنين من التكنولوجيات الاكثر واعدة هي الموصلات الفائقة (التي تعزل التيار الكهربائي عن طريق القضاء على المقاومة الكهربائية) ومصائد الأيون (التي تحصر جسيم ذري واحد باستخدام الحقول الكهرومغناطيسية).  اي مشكلة حاسوبية يمكن حلها بواسطة كمبيوتر كلاسيكي يمكن حلها ايضا بواسطة كمبيوتر كمومي. وبالعكس، اي مشكلة يمكن حلها بواسطة كمبيوتر كمومي يمكن حلها بواسطة كمبيوتر كلاسيكي، على الاقل من حيث المبدأ مع الوقت الكافي. بمعنى اخر، الكمبيوترات الكمومية تطيع نظرية تشيرش-تورينج. هذا يعني انه بالرغم من ان الحواسيب الكمومية ما تقدم اي مزايا اضافية على الحواسيب الكلاسيكية من ناحية قابلية الحساب، الخوارزميات الكمومية لمشاكل معينة لها تعقيدات زمنية اقل بكثير من الخوارزميات الكلاسيكية المعروفة المقابلة. خصوصاً، يُعتقد ان الحواسيب الكمومية قادرة على حل مشاكل معينة بسرعة لا يمكن لأي حاسوب كلاسيكي حلها في أي وقت ممكن -- إنجاز معروف باسم "تفوق الكمومية". تُعرف دراسة التعقيد الحسابي للمشاكل فيما يتعلق بأجهزة الكمبيوتر الكمومية باسم نظرية التعقيد الكمومي.