Kuantum bilgisayarlar kuantum fiziğini temel alarak çalışan ve klasik bilgisayarların asla ulaşamayacağı işlem hızlarına ulaşabilen bilgisayar türleri. Klasik bilgisayarlardan farklı olarak Kuantum Bitleri(kubit veya qubit) kullanıyor ve atomaltı parçacıkların süperpozisyon ve dolanıklık gibi özelliklerinden yararlanıyor. Bu özellikler sayesinde bilgisayarın kodlayabileceği bilgi miktarı da üssel olarak artıyor ve hayal edilemeyecek bir işlem hızına erişiyor. Klasik bir işlemci herhangi bir işlemin olasılıklarını tek tek deneyerek bulabilirken kuantum bilgisayarları aynı anda bir çok işlemi gerçekleştirerek sonuca hızlıca ulaşabiliyor.
Örnek vermek gerekirse 16 kubite sahip bir bilgisayar 64 Kbit’lik bir işlem gücüne sahipken 32 kubite sahip bir bilgisayar 4.3Gbit, 42 kubitlik bir sistem ise 4.4Tbit’lik bir işlem gücü sunabiliyor. Bu da atomaltı parçacıkların özelliklerinin üstel etkisinden kaynaklanıyor(2 üzeri kubit sayısı sistemin kaç bitlik işlem gücü sunduğunu belirliyor). Bu hesapla 300 kubitli bir sistemin evrendeki tahmin edilen atom sayısından daha fazla işlem yapabilme gücüne sahip olacağı düşünülüyor. Tabi bunun için kuantum dalga girişimlerini, süperpozisyon ve dolanıklık özelliklerini doğru verimlilikle kullanabilmek, kompleks algoritmaların içinden çıkabilmek gerekiyor. Kuantum dünyasının en büyük dezavantajlarından biri kuantum durumlarını gözlemlemek istediğimiz zaman istediğimiz gibi gözlem yapamamamız.
Kuantum dünyası henüz insanlara kendini tamamen açmış değil.Klasik bilgisayarlar 1 ve 0’lardan oluşan ve “ikili sistem” adı verilen bir temel üzerinde işlemleri gerçekleştirirken kuantum bilgisayarlar ise parçacıkların kuantum durumlarına göre çalışır ve kuantum evreni belirsizlikler üzerine kuruludur.
Bunların yanında kuantum bilgisayarların önündeki büyük bir engel de sıcaklık. Kuantum bilgisayarların çalışabilmesi için 0 Kelvin’e(-273,15 °C) çok yakın sıcaklıklara kadar soğutulmaları gerekiyor. Mutlak sıcaklığa ulaşmak teorik olarak imkansız. Bu yüzden bilim insanları kuantum bilgisayar denemelerinde 0.1 Kelvin’e kadar inmek zorunda kalıyorlar. Bu sıcaklığı koruyabilmek çok büyük efor ve para gerektiriyor.
Nature dergisinde yayınlanan bir makalede kuantum bilgisayarlarının çalışabileceği sıcaklığı 0.1 Kelvin’den 1.5 Kelvin’e çıkaracak yeni bir yöntemin keşfedildiği belirtildi. Bu 15 katlık artış bilim insanlarını milyonlarca dolar harcamaktan kurtaracak. Bu yenilik kuantum bilgisayarlar için daha kolay denemelerin yapılacağı bir dönem başlatabilir.
