Obliczenia kwantowe to nowa metoda obliczeniowa z hipotetycznym komputerem, zdolna do przetwarzania prędkości nieosiągalnych dla tradycyjnych komputerów. Chociaż zbudowano najwcześniejsze komputery kwantowe, kiedy na rynku pojawią się praktyczne maszyny do obliczeń kwantowych, zrewolucjonizują one całą branżę. Jednak zanim komputery kwantowe będą miały powszechne zastosowanie, muszą zostać poczynione znaczne postępy.
Obliczenia kwantowe działają dzięki możliwości wykonywania wielu obliczeń jednocześnie. Tradycyjne przetwarzanie polega na wykonywaniu tylko jednego obliczenia na raz. Podczas gdy tradycyjne maszyny wykonują te obliczenia z imponującą szybkością, wykonywanie tylko jednego na raz ogranicza ich możliwości. Komputery kwantowe nie mają takich ograniczeń i mogą wykonywać wiele obliczeń tak szybko lub szybciej niż tradycyjne komputery.
Chociaż może to nie brzmieć jak duży postęp, możliwość wykonywania wielu obliczeń jednocześnie może mieć duże znaczenie w obliczeniach kwantowych. W rzeczywistości komputery kwantowe mogą sprawić, że dzisiejsze superkomputery będą wyglądać jak zabawki dla dzieci. W rzeczywistości komputery kwantowe mogą sprawić, że komputery korzystające z tej technologii będą miliony razy wydajniejsze niż dzisiejsze najpotężniejsze komputery.
Kluczem do obliczeń kwantowych jest kubit. Kubity różnią się od tradycyjnych bitów, które mogą przechowywać tylko wartość 0 lub 1, powszechnie znane użytkownikom komputerów jako binarne. Zamiast być jednym lub drugim, kubity mogą mieć wartość od 0 do 1, a także wszystkie wartości od 0 do 1. Kubity to bardzo małe właściwości, które składają się z atomów, jonów, fotonów lub elektronów.
Ponieważ komputery kwantowe wykorzystują tak małe instrumenty do przechowywania informacji, dane mogą łatwo ulec uszkodzeniu. Aby obliczenia kwantowe były praktyczne, należy opracować skuteczny sposób stabilizowania kubitów, tak aby ich wartości nie zmieniały się w normalnych warunkach. Jeśli wartość się zmieni, będzie wynosić 0 lub 1. To sprawia, że kubit nie jest bardziej efektywny niż tradycyjny bit.
Chociaż możliwości obliczeń kwantowych są ekscytujące, koncepcja ta może być również niebezpieczna. Praktyczny komputer kwantowy, jeśli wpadnie w niepowołane ręce, może być bardzo niebezpiecznym sprzętem. Ze względu na to, że komputery kwantowe są w stanie przetwarzać wiele obliczeń i pracować z bardzo dużymi liczbami, byłyby w stanie bardzo szybko kodować i dekodować informacje. W rzeczywistości obecne metody szyfrowania nie stanowiłyby problemu dla komputera kwantowego. Naraziłoby to bardzo wrażliwe informacje na ryzyko włamania w wielu nikczemnych celach.