وش هو الكمبيوتر الكمومي؟
الكمبيوتر الكمي هو كمبيوتر يستغل الظواهر الميكانيكية الكمومية. على مقاييس صغيرة، المادة الفيزيائية تظهر خصائص الجسيمات والموجات، والحوسبة الكمومية تستفيد من هذا السلوك باستخدام أجهزة متخصصة. الفيزياء الكلاسيكية ما تقدرش تشرح تشغيل هذه الأجهزة الكمومية، ويمكن للكمبيوتر الكمومي القابل للتوسيع أن يقوم ببعض الحسابات بشكل أسرع من أي كمبيوتر "كلاسيكي" حديث. على وجه الخصوص، يمكن للكمبيوتر الكمومي على نطاق واسع كسر مخططات التشفير المستخدمة على نطاق واسع ومساعدة الفيزيائيين في إجراء محاكاة فيزيائية؛ ومع ذلك، فإن حالة الفن الحالية ما زالت تجريبية وغير عملية إلى حد كبير.  الوحدة الأساسية للمعلومات في الحوسبة الكمومية هي الكيوبت، مشابهة للبيت في الإلكترونيات الرقمية التقليدية. على عكس البيت الكلاسيكي، الكيوبيت يمكن أن يكون موجودًا في وضع فوقي لحالتيه "الأساسيتين"، والذي يعني بشكل فضفاض أنه في كلتا الحالتين في وقت واحد. عند قياس الكيوبيت، النتيجة هي انتاج احتمالي لبت كلاسيكي. إذا كان الكمبيوتر الكمي يتلاعب بالكوبت بطريقة معينة، يمكن لتأثيرات التداخل الموجي أن تعزز نتائج القياس المطلوبة. تصميم الخوارزميات الكمية يتضمن إنشاء إجراءات تسمح لجهاز الكمبيوتر الكمومي بتنفيذ الحسابات بكفاءة.  هندسة الكيوبيتات عالية الجودة من الناحية الفيزيائية أثبتت صعوبة. اذا الكيوبت الفيزيائي مش معزول كفاية عن بيئته، فإنه يعاني من عدم التماسك الكمي، ويقدم الضوضاء في الحسابات. استثمرت الحكومات الوطنية بشكل كبير في البحوث التجريبية التي تهدف إلى تطوير الكيوبيتات القابلة للتطوير مع أوقات اتساق أطول ومعدلات أخطاء أقل. اثنين من التكنولوجيات الواعدة هي الموصلات الفائقة (التي تعزل التيار الكهربائي عن طريق القضاء على المقاومة الكهربائية) ومصائد الأيونات (التي تحصر جسيم ذري واحد باستخدام المجالات الكهرومغناطيسية).  أي مشكلة حاسوبية يمكن حلها بواسطة كمبيوتر كلاسيكي يمكن حلها بواسطة كمبيوتر كمومي. وعلى العكس، أي مشكلة يمكن حلها بواسطة كمبيوتر كمومي يمكن حلها بواسطة كمبيوتر كلاسيكي، على الأقل من حيث المبدأ مع وقت كاف. بعبارة أخرى، أجهزة الكمبيوتر الكمومية تطيع نظرية تشيرش-تورينج. يعني هذا أنه في حين أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية لا توفر مزايا إضافية على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية من حيث قابلية الحساب، فإن خوارزميات الكمومية لمشاكل معينة لها تعقيدات زمنية أقل بكثير من الخوارزميات الكلاسيكية المعروفة المقابلة. خصوصاً، يعتقد ان الحواسيب الكمومية قادرة على حل بعض المشاكل بسرعة التي لا يمكن لأي حاسوب كلاسيكي حلها في أي وقت ممكن، وهو إنجاز معروف باسم "تفوق الكموم". دراسة التعقيد الحسابي للمشاكل فيما يتعلق بأجهزة الكمبيوتر الكمومية معروفة باسم نظرية التعقيد الكمومي.