Om te begrijpen waarom kwantumcomputers zoveel computationele voordeel ten opzichte van klassieke computers zou kunnen bieden , moet je een beetje te begrijpen over de vreemde aard van de materie op een sub - atomaire niveau . U kunt vertrouwd zijn met het voorbeeld van Shroedinger de kat : als een kat in een doos en zijn leven of dood is afhankelijk van de toestand van een subatomair deeltje na de kwantummechanica in plaats van de klassieke mechanica , dan is de kat is gelijktijdig zowel levend en dood , totdat we de doos open en let op de resultaten . Dit is moeilijk te conceptualiseren , en het voorbeeld van de kat is niet bedoeld om letterlijk te worden genomen . Het punt is dat , terwijl op een macroscopisch niveau aangelegenheid moet zijn in een van beide een staat of een ander , kan subatomaire materie gelijktijdig bestaan ​​in verschillende staten .
Bits en Qubits

klassieke computing, het bit is de basiseenheid van informatie . Een bit is binair . Het is in een van de twee toestanden : nul of een , uit of aan , plus ( + ) of min ( - ) . Met quantum computing, de basiseenheid van informatie is de qubit , die gelijktijdig kunnen bestaan ​​zowel nul en een . Dit is moeilijk te begrijpen , omdat het in strijd is met onze standaard macroscopische kijk op de werkelijkheid . Maar denk over drie stukjes informatie . Elk van de drie bits heeft twee verschillende staten , zodat drie bits kan een van acht verschillende staten ( 2 ^ 3 ) te beschrijven. Drie qubits bestaan ​​in alle acht verschillende staten tegelijk . Een manier om dit te conceptualiseren is te denken van de tekst in acht verschillende universa qubits . Dus wanneer u bewerkingen op deze drie qubits te voeren , bent u het uitvoeren van bewerkingen op alle acht staten tegelijk . Een operatie aan vier qubits zou gelijktijdig optreden op 16 waarden . Elke extra qubit verdubbelt het aantal gelijktijdige operaties uitgevoerd .
Quantum parallelliteitstoleranties

Computer wetenschappers
al gebruik van parallellisme te maken door het breken van een probleem zitten en hebben aparte computers werken aan een stuk van het probleem . Een duizend verschillende computers kan een complexe berekening uit te voeren in een duizendste van de hoeveelheid tijd die een computer zou op dezelfde berekening op zichzelf uitvoeren . Maar voor de echt moeilijke problemen , zoals factoring een aantal met enkele honderden cijfers , zijn er niet genoeg computers op de hele planeet om de berekening in een redelijke hoeveelheid tijd uit te voeren . Maar een kwantumcomputer zou in wezen het probleem in miljarden verschillende universa tegelijk draaien , een fenomeen dat bekend staat als quantum parallellisme .
Implicaties

meeste moderne cryptografie
is gebaseerd op factoring grote aantallen, die veel te ingewikkeld voor computers om te bereiken in een redelijke hoeveelheid tijd . Als gevolg hiervan , codeurs hebben weinig bezorgdheid dat computers hun codes kan kraken . Quantum computers kunnen dat veranderen . Bijvoorbeeld , zou een factoring 1000 cijferig getal 10 miljoen miljard miljard jaar nemen over de beste computers die we vandaag hebben . Zelfs het runnen van een miljard van deze computers parallel zou kunnen , in het beste geval , het verminderen van de tijd met een factor een miljard , dus je zou nog steeds te wachten 10 miljoen miljard jaar . Maar , in theorie , een quantum computer zou kunnen doen in 20 minuten . Als quantum computers werkelijkheid geworden , computerbeveiliging zoals wij het kennen kon wezen verdampen . Maar ernstige en gecompliceerde technische problemen worden opgelost. Zodat we niet hoeven te maken over kwantumcomputer hackers . Nog .