إن آلات المعالجة الأوتوماتيكية مثل الحواسيب تسمح بمعالجة البيانات بشكل مجموعة من التحويلات المنطقية إعتمادا على طرق فيزيائية.
تعتمد الحواسيب الحالية على نظام 0 و1 (
bit بيت) والتي تمثل بواسطة مقادير كهربائية كالتيار الكهربائي أو فرق للكمون، تجرى العمليات ا***ابية على هذه المقادير بواسطة
الترانزستورات والتي تسمى
بالبوابات المنطقية والتي تشكل فيما بينها
شبكة قادرة على إجراء أي عملية حسابية وتخزين كمية هائلة من البيانات.
ويعتمد تطور الحواسيب حاليا على تصغير هذه الترانزستورات حيث يمكن بذلك إنشاء معالجات صغيرة الحجم وذات قدرة عالية ولكن المشكل المطروح هي أنه لا يمكن تصغير الترانزستورات أكثر بحيث لا يمكن أن تصل الى أبعاد حجم الذرة ولهذا لا يمكن تطوير الحواسيب أكثر مما هي عليه الآن إلا إذا إعتمدنا على فكرة جديدة وثورية تعتمد علي جعل الظواهر ما تحت الذرية (الظواهر الكمية) أساسا لمعالجة البيانات الجديدة وبذلك يمكن إنشاء حاسوب جديد يسمى
بالحاسوب الكمي Quantum Computer.
نظريا يمكن لهذه الحواسيب تشفير أعقد الشفرات في العالم بسهولة تامة حيث يمكن لهذه الحواسيب ان تحلل أعدادا مكونة من 400 رقم وفي وقت قصير بحيث الحواسيب الحالية تعجز عن ذلك لكون العدد المكون من 400 رقم يكتب بشكل 1330bit والوقت الذي يستغرقه
الحاسوب الكلاسيكي في عمليات التحليل العددية يتزايد بنسبة
exp(n^(1/3)) والوقت الذي يستغرقه في عمليات الجداء يتزايد بنسبة 2^n حيث يمثل n عدد البيتات(bits) المستعملة.
ولكن ما الذي يجعل الحاسوب الكمي له قدرة أكبر وأعظم من الحاسوب الكلاسيكي؟
تعتمد الحواسيب الكمية على نظام (
كبيبت qubit) الذي يتميز على البت الكلاسيكي
بأخذه الحالتين 0 و1 في نفس اللحظة وهذا يشبه قولك ال**باح مضيئ ومنطفئ في آن واحد وتسمى هذه الحالة بالتراكب الكمي.
فتركيب 2 qubit يعطي 4 حالات في نفس الوقت وهي 00 01 10 11 بينما تركيب 2 bit يعطي أحد هذه الحالات،
وتركيب 3 qubit يعطي 8 حالات في نفس الوقت وهي 000 001 011 010 100 101 110 111 بينما تركيب
3 bit يعطي أحد هذه الحالات. وبشكل عام
تركيب n qubit يعطي
2^n حالة في نفس الوقت. لذلك اذا تم إجراء عملية حسابية علي 100 qubit يعادل اجراء 2^100 عملية بالحاسوب العادي وقدرة تخزين 32qubit تعادل قدرة 4 غيغا بيت في
الحاسوب الكلاسيكي.
تستطيع بوابة منطقية كمية اجراء أي عملية رياضية وحساب جميع التركيبات الأحتمالية لدالة ما تا(س) في آن واحد على عكس
الحاسوب الكلاسيكي الذي يحسب كل تركيبة على حدى.
ونقل المعلومة السرية في
الحاسوب الكمي يعتمد على
مبدأ التشابك حيث يمكن نقل المعلومة بين حاسوبين متشابكين
دون روابط مادية سواء كانت أمواجا كهرومغناطيسية أو أسلاك وهذه
ظاهرة غريبة عقلا لكن
تم إثباتها تجريبيا حيث
تم فك فتون ضوئي الى فتونين إتجها الى جهتين متعاكستين وعندما تم التأثير على أحد الفتونين تأثر الاخر بنفس الطريقة رغم المسافة البعيدة بينهم ولذلك فان تخزين بيانات في أحد الحواسيب يستوجب تخزينها بشكل ذاتي في الحاسوب الذي يشابكه.
إن أهم المشاكل التي تعيق تصنيع
الحاسوب الكمي هي أنه يجب عزله تماما عن أي تفاعل خارجي وهذا صعب جدا،
أما عن ما تم الوصول اليه حتى الان هو حاسوب كمي بسعة 6qubit وما زال ميدان البحث فيه قائما وتتنافس شركات
الحاسوب العالمية لتصنيعه
ولكم أن تتخيلوا ما يمكن أن يفعل به من محاكات
أعقد الظواهر الكونية كتركيب الجزيئات المعقدة وصناعة الادوية ومعرفة كيف تتفاعل مع المرض وتشفير أعقد الشفرات
ناهيك عن استعمالها في المجال العسكري للتجسس وتطوير اعقد وأذكى الأسلحة.