Квантовый компьютер (англ. A quantum computer) — гипотетическое вычислительное устройство, которое путем выполнения квантовых алгоритмов существенно использует при работе квантовомеханические эффекты, такие как квантовый параллелизм и квантовая запутанность. Содержание понятия «квантовый параллелизм» может быть раскрыто так: «Данные в процессе вычислений представляют собой квантовую информацию, которая по окончании процесса преобразуется в классическую путём измерения конечного состояния квантового регистра. Выигрыш в квантовых алгоритмах достигается за счет того, что при применении одной квантовой операции большое число коэффициентов суперпозиции квантовых состояний, которые в виртуальной форме содержат классическую информацию, преобразуется одновременно». Под квантовой запутанностью, которую называют также «квантовой суперпозицией», обычно понимается следующее: «Вообразите атом, который мог бы подвергнуться радиоактивному распаду в определенный промежуток времени. Или не мог бы. Мы можем ожидать, что у этого атома есть только два возможных состояния: «распад» и «не распад», но в квантовой механике у атома может быть некое объединенное состояние — «распада — не распада», то есть ни то, ни другое, а как бы между. Вот это состояние и называется «суперпозицией». Базовые характеристики квантовых компьютеров в теории позволяют им преодолеть некоторые ограничения, возникающие при работе классических компьютеров. Благодаря огромной скорости разложения на простые множители, квантовый компьютер позволит расшифровывать сообщения, зашифрованные при помощи популярного асимметричного криптографического алгоритма RSA. До сих пор этот алгоритм считается сравнительно надёжным, так как эффективный способ разложения чисел на простые множители для классического компьютера в настоящее время неизвестен. Для того, например, чтобы получить доступ к кредитной карте, нужно разложить на два простых множителя число длиной в сотни цифр. Даже для самых быстрых современных компьютеров выполнение этой задачи заняло больше бы времени, чем возраст Вселенной, в сотни раз. При помощи алгоритма Шора эта задача делается вполне осуществимой, если квантовый компьютер будет построен. Применение идей квантовой механики уже открыло новую эпоху в области криптографии, так как методы квантовой криптографии открывают новые возможности в области передачи сообщений. Прототипы систем подобного рода находятся на стадии разработки.

Тезаурус 

Квантовый компьютер (A quantum computer)

Тематический раздел (поле): Наноэлектроника

Функциональный разряд: объект

Аскрипторы: Квантовое вычислительное устройство, квантовые вычисления, кубит, система кубитов

 

Отношения иерархические (род-вид): Квантовые компьютеры → Наносистемы → Наноэлектроника → Продукция, изготовленная с применением нанотехнологий

Отношения ассоциативные: Квантовые компьютеры ~ Квант, Квантовая суперпозиция, Кубит, Квантовая запутанность, Квантовые алгоритмы, Квантовый параллелизм, Криптография, Распределенные вычисления

 Литература по теме:

1. Derek Abbott, Charles R. Doering, Carlton M. Caves, Daniel M. Lidar, Howard E. Brandt, Alexander R. Hamilton, David K. Ferry, Julio Gea-Banacloche, Sergey M. Bezrukov, and Laszlo B. Kish (2003). "Dreams versus Reality: Plenary Debate Session on Quantum Computing". Quantum Information Processing 2 (6): 449–472.
2. David P. DiVincenzo (2000). "The Physical Implementation of Quantum Computation". Experimental Proposals for Quantum Computation. arΧiv:quant-ph/0002077
3. Michael Nielsen and Isaac Chuang (2000). Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge: Cambridge University Press.
4. Giuliano Benenti (2004). Principles of Quantum Computation and Information Volume 1. New Jersey: World Scientific.  
5. Холево А., Квантовая информатика: прошлое, настоящее, будущее//В мире науки, июль 2008. - № 7.
6. Валиев К. А., Квантовая информатика: компьютеры, связь и криптография // Вестник российской академии наук. — 2000. — Том 70. — № 8. — С. 688—695
7. Kilin S.Ya. Quanta and information / Progress in optics. — 2001. — Vol. 42. — P. 1-90. 
8. Статья  Квантовый компьютер из Википедии, свободной энциклопедии. Доступно под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike