عرض مصدر وحدة المعالجة الكمية

{{يتيمة|تاريخ=أبريل 2016}}
[[ملف:IBM_Q_system_(Fraunhofer_2).jpg|تصغير|[[نظام IBM Q واحد|آي بي إم كيو سيستم وان]] (2019)، أول كمبيوتر كمي تجاري قائم على الدوائر]]
إن '''وحدة المعالجة الكمية''' {{إنج|Quantum Processing Unit (QPU)}} هو جزء من [[نظام الحاسب]] والمصمم خصوصاً لتنفيذ العمليات [[بت كمي|بالبتات الكمية]] المسماة بالكوبت (qubit). سيحل هذا المعالج محل [[وحدة معالجة مركزية|وحدة المعالجة المركزية]] (CPU) مثلما حدث مع [[و حدة نقطة التسطيح]] ([[اللغة الإنجليزية|بالإنجليزية]]: Floating point unit (FPU)) في أوليات التسعينات.
'''الحوسبة الكمومية''' هي نوع من [[حوسبة (عام)|الحسابات]] التي تسخر الخصائص الجماعية [[ميكانيكا الكم|للحالات الكمية]]، مثل [[تراكب كمي|التراكب]] والتداخل [[تشابك كمي|والتشابك]]، لإجراء العمليات الحسابية. تُعرف الأجهزة التي تقوم بالحسابات '''الكمومية بأجهزة الكمبيوتر الكمومية'''.<ref name="2018Report">{{استشهاد بكتاب
| عنوان = Quantum Computing : Progress and Prospects (2018)
| صفحة = I-5
| ناشر = National Academies Press
| محرر1 = Grumbling
| محرر2 = Horowitz
| مؤلف1 = The National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine
| مكان = Washington, DC
| سنة = 2019
| DOI = 10.17226/25196
| ISBN = 978-0-309-47969-1
| OCLC = 1081001288
}}</ref> {{صفحات مرجع|I-5}}على الرغم من أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية الحالية أصغر من أن تتفوق على أجهزة الكمبيوتر العادية (الكلاسيكية) للتطبيقات العملية، إلا أنه يُعتقد أنها قادرة على حل بعض المشكلات [[مشكلة حسابية|الحسابية]]، مثل [[تحليل عدد صحيح إلى عوامل|عامل العدد الصحيح]] (الذي يقوم عليه [[خوارزمية آر إس إيه|تشفير آر إس إيه]])، وهو أسرع بكثير من أجهزة الكمبيوتر التقليدية.<ref>{{استشهاد بويب
| مسار = https://www.quantamagazine.org/why-is-quantum-computing-so-hard-to-explain-20210608/
| عنوان = What Makes Quantum Computing So Hard to Explain?
| تاريخ = 2021-06-08
| موقع = Quanta Magazine
| لغة = en
| تاريخ الوصول = 2021-11-09
| الأخير = Aaronson
| الأول = Scott
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211112012449/https://www.quantamagazine.org/why-is-quantum-computing-so-hard-to-explain-20210608/ | تاريخ أرشيف = 12 نوفمبر 2021 }}</ref> تعد دراسة الحوسبة الكمومية مجالًا فرعيًا من [[علم المعلومات الكمية|علم المعلومات الكمومية]].

بدأت الحوسبة الكمومية في عام 1980 عندما اقترح [[بول بينيوف|الفيزيائي بول بينيوف]] نموذجًا [[ميكانيكا الكم|ميكانيكيًا كميًا]] [[آلة تورنغ|لآلة تورينج]].<ref name="The computer as a physical system">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Benioff
| الأول = Paul
| سنة = 1980
| عنوان = The computer as a physical system: A microscopic quantum mechanical Hamiltonian model of computers as represented by Turing machines
| صحيفة = Journal of Statistical Physics
| المجلد = 22
| العدد = 5
| صفحات = 563–591
| bibcode = 1980JSP....22..563B
| DOI = 10.1007/bf01011339
}}</ref>&nbsp;[[ريتشارد فاينمان]]&nbsp;و&nbsp;[[يوري مانين]]&nbsp;اقترح لاحقًا أن الكمبيوتر الكمي لديه القدرة على محاكاة أشياء [[حاسوب|لا يستطيع الكمبيوتر التقليدي]] القيام بها بشكل عملي.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Feynman
| الأول = Richard
| عنوان = Simulating Physics with Computers
| صحيفة = International Journal of Theoretical Physics
| تاريخ = June 1982
| المجلد = 21
| العدد = 6/7
| صفحات = 467–488
| DOI = 10.1007/BF02650179
| مسار = https://people.eecs.berkeley.edu/~christos/classics/Feynman.pdf
| تاريخ الوصول = 28 February 2019
| bibcode = 1982IJTP...21..467F
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190108115138/https://people.eecs.berkeley.edu/~christos/classics/Feynman.pdf
| تاريخ أرشيف = 8 January 2019
}}</ref><ref name="manin1980vychislimoe">{{استشهاد بكتاب
| مؤلف1 = Manin, Yu. I.
| عنوان = Vychislimoe i nevychislimoe
| عنوان مترجم = Computable and Noncomputable
| سنة = 1980
| ناشر = Sov.Radio
| مسار = http://publ.lib.ru/ARCHIVES/M/MANIN_Yuriy_Ivanovich/Manin_Yu.I._Vychislimoe_i_nevychislimoe.(1980).%5bdjv-fax%5d.zip
| صفحات = 13–15
| لغة = ru
| تاريخ الوصول = 4 March 2013
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20130510173823/http://publ.lib.ru/ARCHIVES/M/MANIN_Yuriy_Ivanovich/Manin_Yu.I._Vychislimoe_i_nevychislimoe.(1980).%5Bdjv%5D.zip
| تاريخ أرشيف = 10 May 2013
}}</ref> في عام 1994، طور [[بيتر شور|Peter Shor]] [[خوارزمية شور|خوارزمية كمومية]] [[تحليل عدد صحيح إلى عوامل|لتحليل الأعداد الصحيحة]] مع إمكانية فك تشفير [[خوارزمية آر إس إيه|الاتصالات RSA]] المشفرة.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Mermin
| الأول = David
| تاريخ = 28 March 2006
| عنوان = Breaking RSA Encryption with a Quantum Computer: Shor's Factoring Algorithm
| مسار = http://people.ccmr.cornell.edu/~mermin/qcomp/chap3.pdf
| صحيفة = Cornell University
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20121115112940/http://people.ccmr.cornell.edu/~mermin/qcomp/chap3.pdf
| تاريخ أرشيف = 15 November 2012
}}</ref> على الرغم من التقدم التجريبي المستمر منذ أواخر التسعينيات، يعتقد معظم الباحثين أن «[[نظرية عتبة الكم|الحوسبة الكمية التي تتحمل الأخطاء]] [ما زالت] حلما بعيد المنال».<ref name="preskill2018">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأول = John
| الأخير = Preskill
| سنة = 2018
| عنوان = Quantum Computing in the NISQ era and beyond
| صحيفة = Quantum
| المجلد = 2
| صفحة = 79
| arxiv = 1801.00862
| DOI = 10.22331/q-2018-08-06-79
}}</ref> في السنوات الأخيرة، ازداد الاستثمار في أبحاث الحوسبة الكمومية في القطاعين العام والخاص.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Gibney
| الأول = Elizabeth
| عنوان = Quantum gold rush: the private funding pouring into quantum start-ups
| صحيفة = Nature
| تاريخ = 2 October 2019
| المجلد = 574
| العدد = 7776
| صفحات = 22–24
| DOI = 10.1038/d41586-019-02935-4
| PMID = 31578480
| bibcode = 2019Natur.574...22G
}}</ref><ref>{{استشهاد بخبر
| الأخير = Rodrigo
| الأول = Chris Mills
| مسار = https://thehill.com/policy/technology/482402-trump-budget-proposal-boosts-funding-for-artificial-intelligence-quantum
| عنوان = Trump budget proposal boosts funding for artificial intelligence, quantum computing
| تاريخ = 12 February 2020
| عمل = The Hill
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211111014040/https://thehill.com/policy/technology/482402-trump-budget-proposal-boosts-funding-for-artificial-intelligence-quantum | تاريخ أرشيف = 11 نوفمبر 2021 }}</ref> في 23 أكتوبر 2019، [[جوجل AI|ادعت شركة جوجل آي إيه]] بالشراكة مع الإدارة الأمريكية للملاحة الجوية والفضاء ناسا ([[ناسا|NASA]])، أنه قد أجرى حسابًا كميًا كان [[السيادة الكمومية|غير ممكن على أي جهاز كمبيوتر كلاسيكي]]، <ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Gibney
| الأول = Elizabeth
| تاريخ = 2019-10-23
| عنوان = Hello quantum world! Google publishes landmark quantum supremacy claim
| صحيفة = Nature
| لغة = en
| المجلد = 574
| العدد = 7779
| صفحات = 461–462
| DOI = 10.1038/d41586-019-03213-z
| PMID = 31645740
| bibcode = 2019Natur.574..461G
}}</ref><ref>{{استشهاد بخبر
| الأخير = Aaronson
| الأول = Scott
| تاريخ = 2019-10-30
| عنوان = Opinion {{!}} Why Google's Quantum Supremacy Milestone Matters
| لغة = en-US
| عمل = The New York Times
| مسار = https://www.nytimes.com/2019/10/30/opinion/google-quantum-computer-sycamore.html
| تاريخ الوصول = 2021-09-25
| issn = 0362-4331
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211111014040/https://www.nytimes.com/2019/10/30/opinion/google-quantum-computer-sycamore.html | تاريخ أرشيف = 11 نوفمبر 2021 }}</ref> ولكن ما إذا كان هذا الادعاء كان أم لا لا يزال صالحًا هو موضوع بحث نشط.<ref>{{استشهاد بويب
| مسار = https://www.ibm.com/blogs/research/2019/10/on-quantum-supremacy/
| عنوان = On 'Quantum Supremacy'
| تاريخ = 22 October 2019
| موقع = IBM Research Blog
| لغة = en-US
| تاريخ الوصول = 9 February 2021
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211111015539/https://www.ibm.com/blogs/research/2019/10/on-quantum-supremacy/ | تاريخ أرشيف = 11 نوفمبر 2021 }}</ref><ref name="مولد تلقائيا1">{{استشهاد بأرخايف}}</ref>

هناك عدة أنواع من أجهزة الكمبيوتر الكمومية (المعروفة أيضًا باسم أنظمة الحوسبة الكمومية)، بما في ذلك [[دائرة كمومية|نموذج الدائرة]] الكمومية، [[آلة تورنغ الكمومية|وآلة تورينج]] الكمومية، [[كمبيوتر كمي أحادي الاتجاه|والكمبيوتر]] [[حساب الكم الأديباتي|الكمومي الثابت، وحاسوب الكم أحادي]] الاتجاه، ومختلف [[الأوتوماتا الخلوية الكمية|الأوتوماتا الخلوية الكمومية]]. النموذج الأكثر استخدامًا هو [[دائرة كمومية|الدائرة الكمومية]]، بناءً على البت الكمي، أو «[[بت كمومي|كيوبت]]»، والتي تشبه إلى حد ما [[بت|البت]] في الحساب الكلاسيكي. يمكن أن يكون الكيوبت في [[حالة كمومية|حالة كمية]] 1 أو 0، أو في تراكب للحالتين 1 و 0. ومع ذلك، عندما يتم قياسها، فإنها دائمًا ما تكون 0 أو 1 ؛ يعتمد [[احتمال]] أي من النتيجتين على الحالة الكمومية للكيوبت قبل القياس مباشرة.

تركز الجهود المبذولة لبناء كمبيوتر كمومي فيزيائي على تقنيات مثل أجهزة [[ترانسمون|الإرسال]] [[كمبيوتر الكم الأيوني المحاصر|والفخاخ الأيونية]] [[حاسوب كمومي طوبولوجي|وأجهزة الكمبيوتر الكمومية الطوبولوجية]]، والتي تهدف إلى إنشاء كيوبتات عالية الجودة.<ref name="2018Report" /> {{صفحات مرجع|2–13}}يمكن تصميم هذه الكيوبتات بشكل مختلف، اعتمادًا على نموذج الكمبيوتر الكمومي الكامل، سواء كانت [[البوابات الكمومية|بوابات منطقية]] كمومية، أو [[تلدين كمي]]، [[حساب الكم الأديباتي|أو حساب كمومي ثابت الحرارة]]. يوجد حاليًا عدد من العوائق المهمة لبناء حواسيب كمومية مفيدة. من الصعب بشكل خاص الحفاظ على الحالات الكمومية للكيوبتات، لأنها تعاني من [[إزالة الترابط الكمي|فك الترابط الكمي]] [[إخلاص الحالات الكمومية|وإخلاص الحالة]]. لذلك تتطلب أجهزة الكمبيوتر الكمومية [[تصحيح الخطأ الكمومي|تصحيح الخطأ]].<ref>{{استشهاد بكتاب
| DOI = 10.1007/1-4020-8068-9_8
| الفصل = Challenges in Reliable Quantum Computing
| عنوان = Nano, Quantum and Molecular Computing
| سنة = 2004
| مؤلف1 = Franklin
| الأول = Diana
| مؤلف2 = Chong
| مؤلف2-الأول = Frederic T.
| صفحات = 247–266
| ISBN = 1-4020-8067-0
}}</ref><ref>{{استشهاد بخبر
| الأخير = Pakkin
| الأول = Scott
| مؤلف2-الأخير = Coles
| مؤلف2-الأول = Patrick
| عنوان = The Problem with Quantum Computers
| مسار = https://blogs.scientificamerican.com/observations/the-problem-with-quantum-computers/
| عمل = Scientific American
| تاريخ = 10 June 2019
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211111014051/https://blogs.scientificamerican.com/observations/the-problem-with-quantum-computers/ | تاريخ أرشيف = 11 نوفمبر 2021 }}</ref>

يمكن أيضًا حل أي مشكلة حسابية يمكن حلها بواسطة جهاز كمبيوتر تقليدي عن طريق الكمبيوتر الكمومي.<ref name="Nielsen, p. 29">Nielsen, p. 29</ref> على العكس من ذلك، يمكن أيضًا حل أي مشكلة يمكن حلها بواسطة جهاز كمبيوتر كمي بواسطة جهاز كمبيوتر كلاسيكي، على الأقل من حيث المبدأ مع إعطاء الوقت الكافي. بعبارة أخرى، تخضع أجهزة الكمبيوتر الكمومية [[أطروحة تشرش-تورينغ|لأطروحة تشرش-تورينغ]]. هذا يعني أنه في حين أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية لا توفر مزايا إضافية على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية من حيث [[الحاسوبية|القدرة]] على الحوسبة، فإن [[خوارزمية الكم|الخوارزميات الكمومية]] لمشاكل معينة لها [[تعقيد الوقت|تعقيدات زمنية]] أقل بكثير من الخوارزميات التقليدية المعروفة المقابلة. والجدير بالذكر أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية يعتقد أنها قادرة على حل مشاكل معينة بسرعة لا يستطيع أي كمبيوتر تقليدي حلها في أي ''فترة زمنية ممكنة'' - وهو إنجاز يُعرف باسم «التفوق الكمي». تُعرف دراسة [[التعقيد الحسابي]] للمشكلات المتعلقة بأجهزة الكمبيوتر الكمومية باسم [[نظرية التعقيد الكمي]].

== دارة الكم ==
[[ملف:Bloch_Sphere.svg|تصغير|إن [[كرة بلوخ]] هي تمثيل [[بت كمومي|للكيوبت]]، وهو لبنة البناء الأساسية لأجهزة الكمبيوتر الكمومية.]]

=== تعريف ===
يصف النموذج السائد للحساب الكمومي الحساب من حيث شبكة [[البوابات الكمومية|بوابات المنطق الكمومي]].<ref name="Nielsen-Chuang">{{استشهاد بكتاب
| عنوان = Quantum Computation and Quantum Information: 10th Anniversary Edition
| مؤلف1 = Nielsen
| الأول = Michael A.
| مؤلف2 = Chuang
| مؤلف2-الأول = Isaac L.
| تاريخ = 2010
| ناشر = Cambridge University Press
| ISBN = 9780511976667
| مكان = Cambridge
| DOI = 10.1017/cbo9780511976667
| مسار = http://cds.cern.ch/record/465953
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210921172625/https://catalogue.library.cern/legacy/465953 | تاريخ أرشيف = 21 سبتمبر 2021 }}</ref> يمكن اعتبار هذا النموذج بمثابة تعميم [[جبر خطي|خطي-جبري]] [[تعقيد الدائرة|تجريدي لدائرة كلاسيكية]]. نظرًا لأن نموذج الدائرة هذا يخضع [[صياغة رياضية لميكانيكا الكم|لميكانيكا الكم]]، يُعتقد أن الكمبيوتر الكمي القادر على تشغيل هذه الدوائر بكفاءة يمكن تحقيقه ماديًا.

ذاكرة تتكون من <math display="inline">n</math> أجزاء من المعلومات لديها <math display="inline">2^n</math> الدول الممكنة. وهكذا يكون للمتجه الذي يمثل جميع حالات الذاكرة <math display="inline">2^n</math> إدخالات (واحد لكل ولاية). يُنظر إلى هذا المتجه على أنه ''[[متجه الاحتمال|متجه احتمالي]]'' ويمثل حقيقة أن الذاكرة موجودة في حالة معينة.

في العرض الكلاسيكي، سيكون لإدخال واحد قيمة 1 (أي احتمال بنسبة 100٪ لوجوده في هذه الحالة) وستكون جميع الإدخالات الأخرى صفرًا. في ميكانيكا الكم، يمكن تعميم نواقل الاحتمالات على [[مصفوفة الكثافة|عوامل الكثافة]]. عادة ما يتم تقديم شكليات متجه الحالة الكمومية أولاً لأنها أبسط من الناحية المفاهيمية، ولأنها يمكن استخدامها بدلاً من شكليات مصفوفة الكثافة ''للحالات الصافية،'' حيث يُعرف النظام الكمي بأكمله.

نبدأ بالتفكير في ذاكرة بسيطة تتكون من بت واحد فقط. يمكن العثور على هذه الذاكرة في إحدى حالتين: الحالة الصفرية أو الحالة الواحدة. قد نمثل حالة هذه الذاكرة باستخدام [[رمز براكيت|تدوين ديراك]] لذلك.

<math display="block">
 |0\rangle := \begin{pmatrix} 1 \\ 0 \end{pmatrix};\quad
 |1\rangle := \begin{pmatrix} 0 \\ 1 \end{pmatrix}
</math>

يمكن بعد ذلك العثور على ذاكرة كمومية في أي تراكب كمي <math display="inline">|\psi\rangle</math> من الدولتين الكلاسيكيتين <math display="inline">|0\rangle</math> و <math display="inline">|1\rangle</math> :
<math display="block">
 |\psi\rangle := \alpha\,|0\rangle + \beta\,|1\rangle
               = \begin{pmatrix} \alpha \\ \beta \end{pmatrix};\quad
 |\alpha|^2 + |\beta|^2 = 1.
</math>

بشكل عام، المعاملات <math display="inline">\alpha</math> و <math display="inline">\beta</math> هي [[عدد مركب|أعداد مركبة]]. في هذا السيناريو، [[بت كمومي|يُقال إن واحدًا من وحدات البت]] من المعلومات مشفر في الذاكرة الكمومية. الولاية <math display="inline">|\psi\rangle</math> ليس في حد ذاته متجه احتمالية ولكن يمكن ربطه بمتجه احتمالية عبر عملية قياس. إذا تم قياس الذاكرة الكمية لتحديد ما إذا كانت الحالة كذلك <math display="inline">|0\rangle</math> أو <math display="inline">|1\rangle</math> (يُعرف هذا باسم قياس الأساس الحسابي)، ستُلاحظ حالة الصفر باحتمالية <math display="inline">|\alpha|^2</math> والحالة الوحيدة ذات الاحتمالية <math display="inline">|\beta|^2</math> . الارقام <math display="inline">\alpha</math> و <math display="inline">\beta</math> تسمى [[سعة الاحتمال|السعات الكمومية]].

يمكن معالجة حالة هذه الذاكرة الكمومية المكونة من كيوبت واحد عن طريق تطبيق [[البوابات الكمومية|بوابات منطقية كمومية]]، مماثلة لكيفية معالجة الذاكرة [[بوابة منطقية|الكلاسيكية بالبوابات المنطقية الكلاسيكية]]. إحدى البوابات المهمة لكل من الحساب الكلاسيكي والكمي هي بوابة NOT، والتي يمكن تمثيلها بواسطة [[مصفوفة (رياضيات)|مصفوفة]]

<math display="block">X := \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 1 & 0 \end{pmatrix}.</math>

رياضيا، تطبيق مثل هذه البوابة المنطقية على متجه الحالة الكمومية يتم نمذجته [[ضرب المصفوفات|بضرب المصفوفة]]. هكذا <math display="inline">X|0\rangle = |1\rangle</math> و <math display="inline">X|1\rangle = |0\rangle</math> .

يمكن تمديد رياضيات بوابات الكيوبت المفردة لتعمل على الذكريات الكمومية متعددة الكيوبتات بطريقتين مهمتين. تتمثل إحدى الطرق ببساطة في تحديد كيوبت وتطبيق تلك البوابة على كيوبت الهدف مع ترك باقي الذاكرة غير متأثرة. هناك طريقة أخرى وهي تطبيق البوابة على هدفها فقط إذا كان جزء آخر من الذاكرة في الحالة المرغوبة. يمكن توضيح هذين الخيارين باستخدام مثال آخر. الحالات المحتملة لذاكرة كمومية ثنائية الكيوبت هي

<math display="block">
 |00\rangle := \begin{pmatrix} 1 \\ 0 \\ 0 \\ 0 \end{pmatrix};\quad
 |01\rangle := \begin{pmatrix} 0 \\ 1 \\ 0 \\ 0 \end{pmatrix};\quad
 |10\rangle := \begin{pmatrix} 0 \\ 0 \\ 1 \\ 0 \end{pmatrix};\quad
 |11\rangle := \begin{pmatrix} 0 \\ 0 \\ 0 \\ 1 \end{pmatrix}.
</math>

يمكن بعد ذلك تمثيل بوابة CNOT باستخدام المصفوفة التالية:

<math display="block">
 \operatorname{CNOT} :=
 \begin{pmatrix}
  1 & 0 & 0 & 0 \\
   0 & 1 & 0 & 0 \\
   0 & 0 & 0 & 1 \\
   0 & 0 & 1 & 0
 \end{pmatrix}.
</math>

كنتيجة رياضية لهذا التعريف، <math display="inline">\operatorname{CNOT}|00\rangle = |00\rangle</math> و <math display="inline">\operatorname{CNOT}|01\rangle = |01\rangle</math> و <math display="inline">\operatorname{CNOT}|10\rangle = |11\rangle</math>، و <math display="inline">\operatorname{CNOT}|11\rangle = |10\rangle</math> . بمعنى آخر، تطبق CNOT بوابة NOT (<math display="inline">X</math> من قبل) إلى الكيوبت الثاني إذا وفقط إذا كان الكيوبت الأول في الحالة <math display="inline">|1\rangle</math> . إذا كان أول كيوبت هو <math display="inline">|0\rangle</math>، لم يتم عمل أي شيء لأي كيوبت.

باختصار، يمكن وصف الحساب الكمي بأنه شبكة من بوابات وقياسات المنطق الكمومي. ومع ذلك، يمكن تأجيل أي قياس إلى نهاية الحساب الكمي، على الرغم من أن هذا التأجيل قد يأتي بتكلفة حسابية، لذلك [[دائرة كمومية|تصور معظم الدوائر الكمية]] شبكة تتكون فقط من بوابات منطقية كمومية ولا قياسات.

أي حساب كمي (وهو، في الشكلية أعلاه، أي مصفوفة وحدوية <math>n</math> qubits) كشبكة من بوابات المنطق الكمومي من عائلة صغيرة إلى حد ما من البوابات. يُعرف اختيار عائلة البوابة التي تتيح هذا البناء باسم مجموعة [[البوابات الكمومية|البوابة العامة]]، نظرًا لأن الكمبيوتر الذي يمكنه تشغيل مثل هذه الدوائر هو [[آلة تورنغ الكمومية|كمبيوتر كمي عالمي]]. تشتمل إحدى هذه المجموعات الشائعة على جميع البوابات أحادية الكيوبت بالإضافة إلى بوابة CNOT من الأعلى. هذا يعني أنه يمكن إجراء أي حساب كمي عن طريق تنفيذ سلسلة من بوابات أحادية الكيوبت مع بوابات CNOT. على الرغم من أن مجموعة البوابة هذه لا نهائية، إلا أنه يمكن استبدالها ببوابة محدودة تم تعيينها من خلال [[نظرية سولوفاي - كيتاييف|اللجوء إلى نظرية سولوفاي - كيتاييف]].

=== خوارزميات الكم ===
يركز التقدم في إيجاد الخوارزميات الكمومية عادةً على نموذج الدائرة الكمومية هذا، على الرغم من وجود استثناءات مثل [[حساب الكم الأديباتي|الخوارزمية الكمومية الثابتة]]. يمكن تصنيف الخوارزميات الكمومية تقريبًا حسب نوع التسريع الذي تم تحقيقه على الخوارزميات الكلاسيكية المقابلة.<ref name="zoo">[http://math.nist.gov/quantum/zoo/ Quantum Algorithm Zoo] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180429014516/https://math.nist.gov/quantum/zoo/|date=29 April 2018}} – Stephen Jordan's Homepage</ref>

تشمل الخوارزميات الكمومية التي تقدم أكثر من تسريع متعدد الحدود على أفضل الخوارزمية الكلاسيكية المعروفة خوارزمية [[خوارزمية شور|شور للعوملة والخوارزميات]] الكمومية ذات الصلة لحساب [[لوغاريتم منفصل|اللوغاريتمات المنفصلة]] وحل [[معادلة بيل]] وحل [[مشكلة المجموعة الفرعية المخفية|مشكلة المجموعة الفرعية المخفية بشكل عام للمجموعات]] المحدودة الأبيلية.<ref name="zoo" /> تعتمد هذه الخوارزميات على بدائية [[تحويل فورييه الكمي|تحويل فورييه الكمومي]]. لم يتم العثور على دليل رياضي يوضح أنه لا يمكن اكتشاف خوارزمية كلاسيكية سريعة بنفس القدر، على الرغم من أن هذا يعتبر غير مرجح.<ref>{{استشهاد بكتاب
| الأول = Jon
| مؤلف1 = Schiller
| مسار = https://books.google.com/books?id=l217ma2sWkoC&pg=PA11
| عنوان = Quantum Computers
| ISBN = 9781439243497
| تاريخ = 19 June 2009
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230118185005/https://books.google.com/books?id=l217ma2sWkoC&pg=PA11|تاريخ أرشيف=2023-01-18}}{{نشر ذاتي سطري| مسار الأرشيف = https://web.archive.org/web/20210716050856/https://books.google.com/books?id=l217ma2sWkoC | تاريخ الأرشيف = 16 يوليو 2021 }}</ref> بعض مشاكل أوراكل مثل [[مشكلة سيمون|مشكلة سيمون ومشكلة]] [[خوارزمية برنشتاين-فازيراني|بيرنشتاين-فازيراني]] تعطي تسريعًا يمكن إثباته، على الرغم من أن هذا موجود في [[نظرية التعقيد الكمي|نموذج الاستعلام الكمي]]، وهو نموذج مقيد حيث يكون إثبات الحدود السفلية أسهل بكثير ولا يُترجم بالضرورة إلى تسريع لمشاكل عملية.

هناك مشاكل أخرى، بما في ذلك محاكاة العمليات الفيزيائية الكمومية من الكيمياء وفيزياء الحالة الصلبة، وتقريب بعض [[متعددة حدود جونز|كثيرات حدود جونز]]، [[خوارزمية الكم لأنظمة المعادلات الخطية|والخوارزمية الكمومية لأنظمة المعادلات الخطية،]] ويبدو أن الخوارزميات الكمومية تعطي [[BQP|تسريعًا]] فائقًا متعدد الحدود وهي BQP كاملة. نظرًا لأن هذه المشكلات مكتملة BQP، فإن خوارزمية كلاسيكية سريعة بنفس السرعة تعني أنه ''لا توجد خوارزمية كمومية'' تعطي تسريعًا فائقًا متعدد الحدود، والذي يُعتقد أنه غير محتمل.<ref name="Nielsen, p. 42">Nielsen, p. 42</ref>

تعطي بعض الخوارزميات الكمومية، مثل خوارزمية [[خوارزمية جروفر|جروفر]] [[تضخيم السعة|وتضخيم السعة]]، تسريع متعدد الحدود على الخوارزميات الكلاسيكية المقابلة.<ref name="zoo" /> على الرغم من أن هذه الخوارزميات تعطي تسريعًا تربيعيًا متواضعًا نسبيًا، إلا أنها قابلة للتطبيق على نطاق واسع وبالتالي توفر تسريعًا لمجموعة واسعة من المشكلات.<ref>Nielsen, p. 7</ref> ترتبط العديد من الأمثلة على تسريع كمي يمكن إثباته لمشكلات الاستعلام بخوارزمية جروفر، بما في ذلك خوارزمية [[خوارزمية BHT|براسارد وهوير وتاب]] لإيجاد تصادمات في دالات ثنائية إلى واحد، <ref>{{استشهاد|الأخير=Brassard|لغة=en|مؤلف3-الأول=Alain|مؤلف3-الأخير=Tapp|مؤلف2-الأول=Peter|مؤلف2-الأخير=Høyer|تاريخ الوصول=6 December 2020|ISBN=978-1-4939-2864-4|DOI=10.1007/978-1-4939-2864-4_304|ناشر=Springer|الأول=Gilles|مكان=New York, NY|محرر1-الأخير=Kao|صفحات=1662–1664|صحيفة=Encyclopedia of Algorithms|مسار=https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2864-4_304|سنة=2016|عنوان=Quantum Algorithm for the Collision Problem|arxiv=quant-ph/9705002| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180607074348/https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007%2F978-1-4939-2864-4_304 | تاريخ أرشيف = 7 يونيو 2018 }}</ref> والتي تستخدم خوارزمية جروفر وخوارزمية فارهي وجولدستون وجوتمان لتقييم أشجار ناند، <ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Farhi
| الأول = Edward
| مؤلف2-الأخير = Goldstone
| مؤلف2-الأول = Jeffrey
| مؤلف3-الأخير = Gutmann
| مؤلف3-الأول = Sam
| تاريخ = 23 December 2008
| عنوان = A Quantum Algorithm for the Hamiltonian NAND Tree
| مسار = http://www.theoryofcomputing.org/articles/v004a008
| صحيفة = Theory of Computing
| لغة = EN
| المجلد = 4
| العدد = 1
| صفحات = 169–190
| DOI = 10.4086/toc.2008.v004a008
| issn = 1557-2862
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211008175114/http://www.theoryofcomputing.org/articles/v004a008/ | تاريخ أرشيف = 8 أكتوبر 2021 }}</ref> وهو أحد أشكال مشكلة البحث.

== التطبيقات المحتملة ==

=== التشفير ===
أحد التطبيقات البارزة للحساب الكمي هو [[تحليل الشفرات|للهجمات]] على أنظمة التشفير المستخدمة حاليًا. [[تحليل عدد صحيح إلى عوامل|يُعتقد أن العوامل الصحيحة]]، التي تدعم أمان [[تعمية باستخدام المفتاح العام|أنظمة تشفير المفتاح العام]]، غير قابلة للتطبيق من الناحية الحسابية باستخدام جهاز كمبيوتر عادي للأعداد الصحيحة الكبيرة إذا كانت نتاج عدد قليل من [[عدد أولي|الأعداد الأولية]] (على سبيل المثال، منتجات من اثنين من الأعداد الأولية المكونة من 300 رقم).<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Lenstra
| الأول = Arjen K.
| مسار = http://sage.math.washington.edu/edu/124/misc/arjen_lenstra_factoring.pdf
| عنوان = Integer Factoring
| صحيفة = Designs, Codes and Cryptography
| المجلد = 19
| صفحات = 101–128
| سنة = 2000
| DOI = 10.1023/A:1008397921377
| العدد = 2/3
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20150410234239/http://sage.math.washington.edu/edu/124/misc/arjen_lenstra_factoring.pdf
| تاريخ أرشيف = 10 April 2015
}}</ref> بالمقارنة، يمكن للكمبيوتر الكمومي حل هذه المشكلة بكفاءة باستخدام [[خوارزمية شور]] للعثور على عواملها. ستسمح هذه القدرة للكمبيوتر الكمومي بكسر العديد من [[علم التعمية|أنظمة التشفير]] المستخدمة اليوم، بمعنى أنه سيكون هناك [[تعقيد الوقت|وقت متعدد الحدود]] (في عدد أرقام العدد الصحيح) لحل المشكلة. على وجه الخصوص، تعتمد معظم [[تعمية باستخدام المفتاح العام|أصفار المفاتيح العامة]] الشائعة على صعوبة تحليل الأعداد الصحيحة أو [[لوغاريتم منفصل|مشكلة اللوغاريتم المنفصلة]]، وكلاهما يمكن حلهما بواسطة خوارزمية شور. على وجه الخصوص، يمكن كسر خوارزميات [[منحنى إهليلجي ديفي-هيلمان]] [[خوارزمية آر إس إيه]] و[[تبادل مفتاح ديفي-هيلمان|تبادل مفتاح ديفي-هيلمان والمنحنى الإهليلجي.]] تُستخدم هذه لحماية صفحات الويب الآمنة والبريد الإلكتروني المشفر والعديد من أنواع البيانات الأخرى. إن كسر هذه الأمور سيكون له تداعيات كبيرة على الخصوصية والأمان الإلكترونيين.

تحديد أنظمة التشفير التي قد تكون آمنة ضد الخوارزميات الكمومية هو موضوع بحث نشط في مجال ''[[تشفير ما بعد الكم]]''.<ref name="pqcrypto_survey">{{استشهاد بكتاب
| DOI = 10.1007/978-3-540-88702-7_1
| الفصل = Introduction to post-quantum cryptography
| عنوان = Post-Quantum Cryptography
| سنة = 2009
| مؤلف1 = Bernstein
| الأول = Daniel J.
| عمل = Nature
| المجلد = 549
| صفحات = 1–14
| PMID = 28905891
| ISBN = 978-3-540-88701-0
}}</ref><ref>See also [http://pqcrypto.org/ pqcrypto.org], a bibliography maintained by Daniel J. Bernstein and [[Tanja Lange]] on cryptography not known to be broken by quantum computing. {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20211107194902/http://pqcrypto.org/|date=2021-11-07}}</ref> تعتمد بعض خوارزميات المفتاح العمومي على مشكلات أخرى غير تحليل العوامل الصحيحة ومشكلات اللوغاريتم المنفصلة التي تنطبق عليها خوارزمية شور، مثل [[نظام التشفير McEliece|نظام التشفير مسيليس]] المستند إلى مشكلة في [[نظرية الترميز]].<ref name="pqcrypto_survey" /><ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = McEliece
| الأول = R. J.
| عنوان = A Public-Key Cryptosystem Based On Algebraic Coding Theory
| صحيفة = DSNPR
| تاريخ = January 1978
| المجلد = 44
| صفحات = 114–116
| مسار = http://ipnpr.jpl.nasa.gov/progress_report2/42-44/44N.PDF
| bibcode = 1978DSNPR..44..114M
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211102001349/https://ipnpr.jpl.nasa.gov/progress_report2/42-44/44N.PDF | تاريخ أرشيف = 2 نوفمبر 2021 }}</ref> [[التشفير المستند إلى الشبكة|لا يُعرف أيضًا أن أنظمة التشفير المستندة]] إلى الشبكة تم كسرها بواسطة أجهزة الكمبيوتر الكمومية، وإيجاد خوارزمية زمنية متعددة الحدود لحل [[مشكلة المجموعة الفرعية المخفية]] [[زمرة زوجية|ثنائية الأضلاع]]، والتي من شأنها كسر العديد من أنظمة التشفير المستندة إلى الشبكة، هي مشكلة مفتوحة مدروسة جيدًا.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Kobayashi
| الأول = H.
| مؤلف2-الأخير = Gall
| مؤلف2-الأول = F.L.
| عنوان = Dihedral Hidden Subgroup Problem: A Survey
| سنة = 2006
| صحيفة = Information and Media Technologies
| المجلد = 1
| العدد = 1
| صفحات = 178–185
| DOI = 10.2197/ipsjdc.1.470
}}</ref> لقد ثبت أن تطبيق خوارزمية جروفر لكسر خوارزمية [[تعمية بالمفتاح المتناظر|متماثلة (مفتاح سري)]] بالقوة الغاشمة يتطلب وقتًا يساوي تقريبًا 2 <sup>''ن'' / 2</sup> استدعاء لخوارزمية التشفير الأساسية، مقارنةً بحوالي 2 <sup>''ن''</sup> في الحالة الكلاسيكية، <ref name="bennett_1997">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Bennett
| صحيفة = SIAM Journal on Computing
| arxiv = quant-ph/9701001
| DOI = 10.1137/s0097539796300933
| صفحات = 1510–1523
| العدد = 5
| المجلد = 26
| تاريخ = October 1997
| عنوان = Strengths and Weaknesses of Quantum Computing
| الأول = Charles H.
| مؤلف4-الأول = Umesh
| مؤلف4-الأخير = Vazirani
| مؤلف3-الأول = Gilles
| مؤلف3-الأخير = Brassard
| مؤلف2-الأول = Ethan
| مؤلف2-الأخير = Bernstein
| bibcode = 1997quant.ph..1001B
}}</ref> المعنى يتم تخفيض أطوال المفاتيح المتماثلة إلى النصف بشكل فعال: سيكون لدى AES-256 نفس الأمان ضد هجوم باستخدام خوارزمية جروفر التي تمتلكها AES-128 ضد البحث التقليدي بالقوة الغاشمة (انظر ''[[حجم المفتاح]]'').

[[تعمية كمومية|يمكن أن يؤدي التشفير الكمي]] بعض وظائف تشفير المفتاح العام. لذلك، يمكن أن تكون أنظمة التشفير القائمة على الكم أكثر أمانًا من الأنظمة التقليدية ضد القرصنة الكمومية.<ref>{{استشهاد بخبر
| الأخير = Katwala
| الأول = Amit
| عنوان = Quantum computers will change the world (if they work)
| مسار = https://www.wired.co.uk/article/quantum-computing-explained
| عمل = Wired UK
| تاريخ = 5 March 2020
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211018045124/https://www.wired.co.uk/article/quantum-computing-explained | تاريخ أرشيف = 18 أكتوبر 2021 }}</ref>

=== مشاكل البحث ===
المثال الأكثر شهرة لمشكلة الاعتراف بالتسريع الكمي متعدد الحدود هو ''البحث غير المنظم''، والعثور على عنصر محدد من قائمة <math>n</math> العناصر الموجودة في قاعدة البيانات. يمكن حل هذا عن طريق [[خوارزمية جروفر]] باستخدام <math>O(\sqrt{n})</math> استعلامات قاعدة البيانات، تربيعيًا أقل من <math>\Omega(n)</math> الاستعلامات المطلوبة للخوارزميات الكلاسيكية. في هذه الحالة، لا يمكن إثبات الميزة فحسب، بل هي أيضًا مثالية: لقد ثبت أن خوارزمية جروفر توفر أقصى احتمال ممكن للعثور على العنصر المطلوب لأي عدد من عمليات البحث عن أوراكل.

المشكلات التي يمكن معالجتها باستخدام [[خوارزمية جروفر]] لها الخصائص التالية:{{بحاجة لمصدر|date=May 2020}}

# لا توجد بنية قابلة للبحث في مجموعة الإجابات المحتملة.
# عدد الإجابات الممكنة للتحقق هو نفس عدد المدخلات في الخوارزمية.
# توجد دالة منطقية تقيم كل إدخال وتحدد ما إذا كانت الإجابة الصحيحة.

بالنسبة للمشكلات المتعلقة بكل هذه الخصائص، فإن وقت تشغيل [[خوارزمية جروفر]] على جهاز كمبيوتر كمي يقاس كجذر تربيعي لعدد المدخلات (أو العناصر الموجودة في قاعدة البيانات)، على عكس القياس الخطي للخوارزميات الكلاسيكية. فئة عامة من المشكلات التي يمكن تطبيق [[خوارزمية جروفر]] <ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Ambainis
| الأول = Ambainis
| عنوان = Quantum search algorithms
| صحيفة = ACM SIGACT News
| تاريخ = June 2004
| المجلد = 35
| العدد = 2
| صفحات = 22–35
| DOI = 10.1145/992287.992296
| arxiv = quant-ph/0504012
| bibcode = 2005quant.ph..4012A
}}</ref> هي [[مسألة قابلية الإرضاء المنطقية|مشكلة الرضاء المنطقية]]، حيث تكون ''قاعدة البيانات'' التي تتكرر من خلالها الخوارزمية هي تلك التي تضم جميع الإجابات الممكنة. مثال وتطبيق (محتمل) لهذا هو أداة [[باسورد كراكينق|تكسير كلمات المرور]] التي تحاول تخمين كلمة مرور. [[تعمية بالمفتاح المتناظر|الأصفار المتماثلة]] مثل ([[3DES]]) و[[معيار التعمية المتقدم]] معرضة بشكل خاص لهذا النوع من الهجوم.  تطبيق الحوسبة الكمومية من الاهتمامات الرئيسية للوكالات الحكومية.<ref>{{استشهاد بخبر
| مسار = https://www.washingtonpost.com/world/national-security/nsa-seeks-to-build-quantum-computer-that-could-crack-most-types-of-encryption/2014/01/02/8fff297e-7195-11e3-8def-a33011492df2_story.html
| عنوان = NSA seeks to build quantum computer that could crack most types of encryption
| الأول = Steven
| الأخير = Rich
| مؤلف2-الأول = Barton
| مؤلف2-الأخير = Gellman
| تاريخ = 1 February 2014
| عمل = The Washington Post
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211110005548/https://www.washingtonpost.com/world/national-security/nsa-seeks-to-build-quantum-computer-that-could-crack-most-types-of-encryption/2014/01/02/8fff297e-7195-11e3-8def-a33011492df2_story.html | تاريخ أرشيف = 10 نوفمبر 2021 }}</ref>

=== محاكاة أنظمة الكم ===
نظرًا لأن الكيمياء وتكنولوجيا النانو تعتمدان على فهم أنظمة الكم، ومن المستحيل محاكاة مثل هذه الأنظمة بطريقة فعالة بشكل كلاسيكي، يعتقد الكثيرون أن [[محاكاة الكم|المحاكاة الكمية]] ستكون أحد أهم تطبيقات الحوسبة الكمومية.<ref>{{استشهاد بمجلة|الأخير=Norton|الأول=Quinn|تاريخ=15 February 2007|عنوان=The Father of Quantum Computing|مسار=http://archive.wired.com/science/discoveries/news/2007/02/72734|مجلة=Wired| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20170607145851/http://archive.wired.com/science/discoveries/news/2007/02/72734 | تاريخ أرشيف = 7 يونيو 2017 }}</ref> يمكن أيضًا استخدام المحاكاة الكمية لمحاكاة سلوك الذرات والجسيمات في ظروف غير عادية مثل التفاعلات داخل [[مصادم|المصادم]].<ref>{{استشهاد بويب
| مسار = http://www.ias.edu/ias-letter/ambainis-quantum-computing
| عنوان = What Can We Do with a Quantum Computer?
| تاريخ = Spring 2014
| ناشر = Institute for Advanced Study
| الأخير = Ambainis
| الأول = Andris
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160308015713/https://www.ias.edu/ias-letter/ambainis-quantum-computing | تاريخ أرشيف = 8 مارس 2016 }}</ref> يمكن استخدام المحاكاة الكمية للتنبؤ بالمسارات المستقبلية للجسيمات والبروتونات تحت التراكب في [[تجربة شقي يونغ|تجربة الشق المزدوج]].  يستخدم حوالي 2٪ من إنتاج الطاقة العالمي السنوي [[تثبيت النيتروجين|لتثبيت النيتروجين]] لإنتاج [[أمونيا|الأمونيا]] [[عملية هابر-بوش|لعملية هابر]] في صناعة الأسمدة الزراعية بينما تنتج الكائنات الحية الطبيعية أيضًا الأمونيا. يمكن استخدام المحاكاة الكمية لفهم هذه العملية التي تزيد الإنتاج.<ref>{{استشهاد بويب
| مسار = https://www.youtube.com/watch?v=7susESgnDv8
| عنوان = Lunch & Learn: Quantum Computing
| تاريخ = 21 November 2018
| ناشر = {{Ill-WD2|Sibos TV|id=Q1578376}}
| تاريخ الوصول = 4 February 2021
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210816144613/https://www.youtube.com/watch?v=7susESgnDv8 | تاريخ أرشيف = 16 أغسطس 2021 }}</ref>

=== التلدين الكمي والتحسين الأديباتي ===
[[تلدين كمي|التلدين الكمي]] أو [[حساب الكم الأديباتي|الحساب الكمي]] الأديباتي يعتمد على نظرية ثابت الحرارة لإجراء العمليات الحسابية. يتم وضع النظام في الحالة الأساسية لـ هاميلتوني البسيط، والذي يتطور ببطء إلى هاميلتوني أكثر تعقيدًا والذي تمثل حالته الأساسية الحل للمشكلة المعنية. تنص النظرية الثابتة على أنه إذا كان التطور بطيئًا بدرجة كافية، فسيظل النظام في حالته الأساسية في جميع الأوقات خلال العملية.

=== التعلم الالي ===
نظرًا لأن أجهزة الكمبيوتر الكمومية يمكن أن تنتج مخرجات لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية إنتاجها بكفاءة، وبما أن الحساب الكمي هو في الأساس جبر خطي، فإن البعض يعرب عن أمله في تطوير خوارزميات كمية يمكنها تسريع مهام التعلم الآلي.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Biamonte
| عنوان = Quantum machine learning
| bibcode = 2017Natur.549..195B
| arxiv = 1611.09347
| PMID = 28905917
| DOI = 10.1038/nature23474
| صفحات = 195–202
| العدد = 7671
| المجلد = 549
| لغة = en
| صحيفة = Nature
| مسار = http://www.nature.com/articles/nature23474
| تاريخ = September 2017
| الأول = Jacob
| مؤلف6-الأول = Seth
| مؤلف6-الأخير = Lloyd
| مؤلف5-الأول = Nathan
| مؤلف5-الأخير = Wiebe
| مؤلف4-الأول = Patrick
| مؤلف4-الأخير = Rebentrost
| مؤلف3-الأول = Nicola
| مؤلف3-الأخير = Pancotti
| مؤلف2-الأول = Peter
| مؤلف2-الأخير = Wittek
| issn = 0028-0836
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211110125719/https://www.nature.com/articles/nature23474 | تاريخ أرشيف = 10 نوفمبر 2021 }}</ref><ref name="preskill18">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Preskill
| الأول = John
| تاريخ = 6 August 2018
| عنوان = Quantum Computing in the NISQ era and beyond
| مسار = https://quantum-journal.org/papers/q-2018-08-06-79/
| صحيفة = Quantum
| لغة = en-GB
| المجلد = 2
| صفحة = 79
| DOI = 10.22331/q-2018-08-06-79
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211114115535/https://quantum-journal.org/papers/q-2018-08-06-79/ | تاريخ أرشيف = 14 نوفمبر 2021 }}</ref> على سبيل المثال، [[خوارزمية الكم لأنظمة المعادلات الخطية|يُعتقد أن الخوارزمية الكمومية لأنظمة المعادلات الخطية]]، أو «خوارزمية HHL»، التي سميت على اسم مكتشفيها هارو وهاسيديم ولويد، توفر تسريعًا على نظرائها الكلاسيكيين.<ref name="preskill18" /><ref name="Quantum algorithm for solving linear systems of equations by Harrow et al.">{{استشهاد بدورية محكمة
| arxiv = 0811.3171
| الأخير = Harrow
| الأول = Aram
| مؤلف2-الأخير = Hassidim
| مؤلف2-الأول = Avinatan
| مؤلف3-الأخير = Lloyd
| مؤلف3-الأول = Seth
| عنوان = Quantum algorithm for solving linear systems of equations
| صحيفة = Physical Review Letters
| المجلد = 103
| العدد = 15
| صفحة = 150502
| سنة = 2009
| DOI = 10.1103/PhysRevLett.103.150502
| PMID = 19905613
| bibcode = 2009PhRvL.103o0502H
}}</ref> قامت بعض المجموعات البحثية مؤخرًا باستكشاف استخدام أجهزة التلدين الكمي لتدريب [[آلة بولتزمان|آلات بولتزمان]] [[تعلم متعمق|والشبكات العصبية العميقة]].<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Benedetti
| عنوان = Estimation of effective temperatures in quantum annealers for sampling applications: A case study with possible applications in deep learning
| arxiv = 1510.07611
| DOI = 10.1103/PhysRevA.94.022308
| صفحة = 022308
| العدد = 2
| المجلد = 94
| صحيفة = Physical Review A
| تاريخ = 9 August 2016
| الأول = Marcello
| مؤلف4-الأول = Alejandro
| مؤلف4-الأخير = Perdomo-Ortiz
| مؤلف3-الأول = Rupak
| مؤلف3-الأخير = Biswas
| مؤلف2-الأول = John
| مؤلف2-الأخير = Realpe-Gómez
| bibcode = 2016PhRvA..94b2308B
}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Ajagekar
| الأول = Akshay
| مؤلف2-الأخير = You
| مؤلف2-الأول = Fengqi
| تاريخ = 5 December 2020
| عنوان = Quantum computing assisted deep learning for fault detection and diagnosis in industrial process systems
| مسار = http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0098135420308322
| صحيفة = Computers & Chemical Engineering
| لغة = en
| المجلد = 143
| صفحة = 107119
| DOI = 10.1016/j.compchemeng.2020.107119
| issn = 0098-1354
| arxiv = 2003.00264
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211121051312/https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0098135420308322 | تاريخ أرشيف = 21 نوفمبر 2021 }}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Ajagekar
| الأول = Akshay
| مؤلف2-الأخير = You
| مؤلف2-الأول = Fengqi
| تاريخ = 2021-12-01
| عنوان = Quantum computing based hybrid deep learning for fault diagnosis in electrical power systems
| مسار = https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030626192100996X
| صحيفة = Applied Energy
| لغة = en
| المجلد = 303
| صفحات = 117628
| DOI = 10.1016/j.apenergy.2021.117628
| issn = 0306-2619
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211021140302/https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S030626192100996X | تاريخ أرشيف = 21 أكتوبر 2021 }}</ref>

=== علم الأحياء الحسابي ===
في مجال [[علم الأحياء المحوسب|علم الأحياء الحسابي]]، لعبت الحوسبة دورًا كبيرًا في حل العديد من المشكلات البيولوجية. أحد الأمثلة المعروفة في [[علم الجينوم الحاسوبي|الجينوميات]] الحاسوبية وكيف أن الحوسبة قللت بشكل كبير من وقت تسلسل الجينوم البشري. بالنظر إلى كيفية استخدام علم الأحياء الحسابي لنمذجة البيانات العامة وتخزينها، فمن المتوقع أن تظهر تطبيقاتها في علم الأحياء الحسابي أيضًا.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Outeiral
| مؤلف5-الأول = Charlotte
| المجلد = 11
| سنة = 2021
| صحيفة = WIREs Computational Molecular Science
| عنوان = The prospects of quantum computing in computational molecular biology
| مؤلف6-الأول = Jiye
| مؤلف6-الأخير = Shi
| مؤلف5-الأخير = Deane
| الأول = Carlos
| مؤلف4-الأول = Simon
| مؤلف4-الأخير = Benjamin
| مؤلف3-الأول = Garrett
| مؤلف3-الأخير = Morris
| مؤلف2-الأول = Martin
| مؤلف2-الأخير = Strahm
| DOI = 10.1002/wcms.1481
}}</ref>

=== تصميم الأدوية بمساعدة الحاسوب والكيمياء التوليدية ===
تظهر نماذج الكيمياء التوليدية العميقة كأدوات قوية لتسريع اكتشاف الأدوية. ومع ذلك، فإن الحجم الهائل والتعقيد للفضاء الهيكلي لجميع الجزيئات الشبيهة بالعقاقير المحتملة تشكل عقبات كبيرة، والتي يمكن التغلب عليها في المستقبل بواسطة أجهزة الكمبيوتر الكمومية. تعد أجهزة الكمبيوتر الكمومية جيدة بشكل طبيعي لحل المشاكل الكمومية المعقدة للعديد من الأجسام <ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Lloyd
| الأول = S.
| عنوان = Universal Quantum Simulators
| مسار = https://archive.org/details/sim_science_1996-08-23_273_5278/page/1073
| صحيفة = Science
| تاريخ = 23 August 1996
| المجلد = 273
| العدد = 5278
| صفحات = 1073–1078
| DOI = 10.1126/science.273.5278.1073
| PMID = 8688088
| bibcode = 1996Sci...273.1073L
}}</ref> وبالتالي قد تكون مفيدة في التطبيقات التي تتضمن كيمياء الكم. لذلك، يمكن للمرء أن يتوقع أن النماذج التوليدية المحسنة الكم <ref name="مولد تلقائيا1" /> بما في ذلك GANs الكم <ref name="مولد تلقائيا1" /> قد يتم تطويرها في نهاية المطاف إلى خوارزميات الكيمياء التوليدية النهائية. يمكن بالفعل تدريب البنى الهجينة التي تجمع بين أجهزة الكمبيوتر الكمومية والشبكات الكلاسيكية العميقة، مثل المبردات التلقائية المتغيرة الكمومية، على مواد التلدين المتاحة تجاريًا واستخدامها لإنشاء هياكل جزيئية جديدة شبيهة بالعقاقير.<ref name="مولد تلقائيا1" />

== تطوير الحواسيب الكمومية ==

=== التحديات ===
هناك عدد من التحديات التقنية في بناء جهاز كمبيوتر كمي واسع النطاق.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Dyakonov
| الأول = Mikhail
| مسار = https://spectrum.ieee.org/computing/hardware/the-case-against-quantum-computing
| عنوان = The Case Against Quantum Computing
| صحيفة = [[IEEE Spectrum]]
| تاريخ = 15 November 2018
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210502010020/https://spectrum.ieee.org/computing/hardware/the-case-against-quantum-computing | تاريخ أرشيف = 2 مايو 2021 }}</ref> قام الفيزيائي [[ديفيد بي ديفينسينزو]] بإدراج هذه [[معايير DiVincenzo|المتطلبات]] لجهاز كمبيوتر كمي عملي:<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| arxiv = quant-ph/0002077
| عنوان = The Physical Implementation of Quantum Computation
| الأخير = DiVincenzo
| الأول = David P.
| تاريخ = 13 April 2000
| DOI = 10.1002/1521-3978(200009)48:9/11<771::AID-PROP771>3.0.CO;2-E
| المجلد = 48
| العدد = 9–11
| صحيفة = Fortschritte der Physik
| صفحات = 771–783
| bibcode = 2000ForPh..48..771D
}}</ref>

* قابل للتطوير فعليًا لزيادة عدد البتات.
* كيبيتس (Qubits) التي يمكن تهيئتها لقيم عشوائية.
* بوابات كمومية أسرع من زمن [[إزالة الترابط الكمي|فك الترابط.]]
* مجموعة بوابة عالمية.
* كيبيتس يمكن قراءتها بسهولة.

يعد الحصول على أجزاء لأجهزة الكمبيوتر الكمومية أمرًا صعبًا للغاية. تحتاج العديد من أجهزة الكمبيوتر الكمومية، مثل تلك التي تم إنشاؤها بواسطة [[جوجل]] و[[آي بي إم]]، إلى [[هيليوم-3|الهيليوم 3]]، وهو منتج ثانوي للأبحاث [[فيزياء نووية|النووية]]، [[موصلية فائقة|وكابلات فائقة التوصيل]] خاصة من إنتاج شركة كواكس اليابانية فقط.<ref>{{استشهاد بخبر
| الأخير = Giles
| الأول = Martin
| عنوان = We'd have more quantum computers if it weren't so hard to find the damn cables
| مسار = https://www.technologyreview.com/s/612760/quantum-computers-component-shortage/
| ناشر = MIT Technology Review
| تاريخ = 17 January 2019
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20200310135842/https://www.technologyreview.com/s/612760/quantum-computers-component-shortage/ | تاريخ أرشيف = 10 مارس 2020 }}</ref>

يتطلب التحكم في الأنظمة متعددة الكيوبت توليد وتنسيق عدد كبير من الإشارات الكهربائية مع دقة توقيت صارمة وحتمية. وقد أدى ذلك إلى تطوير [[وحدات تحكم الكم|وحدات تحكم كمومية]] تتيح التفاعل مع الكيوبتات. يعد توسيع نطاق هذه الأنظمة لدعم عدد متزايد من الكيوبتات تحديًا إضافيًا.{{بحاجة لمصدر|date=August 2020}}

==== فك الترابط الكمي ====
[[إزالة الترابط الكمي|يعد التحكم في فك الترابط الكمي]] أو إزالته من أكبر التحديات التي ينطوي عليها بناء أجهزة الكمبيوتر الكمومية. يعني هذا عادةً عزل النظام عن بيئته حيث تؤدي التفاعلات مع العالم الخارجي إلى فك النظام. ومع ذلك، توجد أيضًا مصادر أخرى لفك الترابط. تشمل الأمثلة البوابات الكمومية، والاهتزازات الشبكية والدوران النووي الحراري الخلفي للنظام الفيزيائي المستخدم لتنفيذ الكيوبتات. يعتبر فك الترابط أمرًا لا رجوع فيه، لأنه غير وحدوي بشكل فعال، وعادة ما يكون شيئًا يجب التحكم فيه بشكل كبير، إن لم يتم تجنبه. أوقات فك الترابط للأنظمة المرشحة على وجه الخصوص، وقت الاسترخاء المستعرض ''T'' <sub>2</sub> ([[رنين مغناطيسي نووي|لتقنية الرنين المغناطيسي النووي]] [[تصوير بالرنين المغناطيسي|والتصوير بالرنين المغناطيسي]]، وتسمى أيضًا ''وقت إزالة التماسك'')، تتراوح عادةً بين نانوثانية وثواني عند درجة حرارة منخفضة.<ref name="DiVincenzo 1995">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = DiVincenzo
| الأول = David P.
| عنوان = Quantum Computation
| صحيفة = Science
| سنة = 1995
| المجلد = 270
| العدد = 5234
| صفحات = 255–261
| DOI = 10.1126/science.270.5234.255
| bibcode = 1995Sci...270..255D
}} {{الاشتراك مطلوب}}</ref> في الوقت الحالي، تتطلب بعض أجهزة الكمبيوتر الكمومية تبريد كيوبتاتها إلى 20 ملي كلفن من أجل منع فك الترابط بشكل كبير.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Jones
| الأول = Nicola
| عنوان = Computing: The quantum company
| صحيفة = Nature
| تاريخ = 19 June 2013
| المجلد = 498
| العدد = 7454
| صفحات = 286–288
| DOI = 10.1038/498286a
| PMID = 23783610
| bibcode = 2013Natur.498..286J
}}</ref> تجادل دراسة عام 2020 أن [[إشعاع مؤين|الإشعاع المؤين]] مثل [[أشعة كونية|الأشعة الكونية]] يمكن أن يتسبب مع ذلك في فك بعض الأنظمة في أجزاء من الثانية.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Vepsäläinen
| مؤلف9-الأول = Bethany M.
| arxiv = 2001.09190
| issn = 1476-4687
| لغة = en
| مسار = https://www.nature.com/articles/s41586-020-2619-8
| PMID = 32848227
| DOI = 10.1038/s41586-020-2619-8
| صفحات = 551–556
| العدد = 7822
| المجلد = 584
| تاريخ = August 2020
| صحيفة = Nature
| عنوان = Impact of ionizing radiation on superconducting qubit coherence
| إظهار المؤلفين = 5
| مؤلف9-الأخير = Niedzielski
| الأول = Antti P.
| مؤلف8-الأول = Alexander J.
| مؤلف8-الأخير = Melville
| مؤلف7-الأول = David K.
| مؤلف7-الأخير = Kim
| مؤلف6-الأول = Francisca
| مؤلف6-الأخير = Vasconcelos
| مؤلف5-الأول = Ben
| مؤلف5-الأخير = Loer
| مؤلف4-الأول = Akshunna S.
| مؤلف4-الأخير = Dogra
| مؤلف3-الأول = John L.
| مؤلف3-الأخير = Orrell
| مؤلف2-الأول = Amir H.
| مؤلف2-الأخير = Karamlou
| bibcode = 2020Natur.584..551V
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211014224938/https://www.nature.com/articles/s41586-020-2619-8 | تاريخ أرشيف = 14 أكتوبر 2021 }}</ref>

نتيجة لذلك، قد تجعل المهام التي تستغرق وقتًا طويلاً بعض الخوارزميات الكمومية غير قابلة للتشغيل، لأن الحفاظ على حالة الكيوبت لمدة طويلة بما يكفي سيؤدي في النهاية إلى إتلاف التراكبات.<ref name="مولد تلقائيا1" />

تعد هذه المشكلات أكثر صعوبة بالنسبة للطرق البصرية حيث أن المقاييس الزمنية أقصر من حيث الحجم، ومن الأساليب التي يتم الاستشهاد بها غالبًا للتغلب عليها [[تشكيل النبض]] البصري. تتناسب معدلات الخطأ عادةً مع نسبة وقت التشغيل إلى وقت فك الترابط، وبالتالي يجب إكمال أي عملية بسرعة أكبر بكثير من وقت فك الترابط.

كما هو موضح في [[نظرية عتبة الكم]]، إذا كان معدل الخطأ صغيرًا بدرجة كافية، يُعتقد أنه من الممكن استخدام تصحيح الخطأ الكمي لقمع الأخطاء وفك الترابط. يسمح هذا لوقت الحساب الإجمالي بأن يكون أطول من وقت فك الترابط إذا كان مخطط تصحيح الخطأ يمكن أن يصحح الأخطاء بشكل أسرع مما يقدمها فك الترابط. الرقم الذي يتم الاستشهاد به غالبًا لمعدل الخطأ المطلوب في كل بوابة للحساب المتسامح مع الخطأ هو 10 <sup>3</sup>، بافتراض أن الضوضاء مزالة الاستقطاب.

تلبية شرط قابلية التوسع هذا ممكن لمجموعة واسعة من الأنظمة. ومع ذلك، فإن استخدام تصحيح الخطأ يجلب معه تكلفة العدد المتزايد بشكل كبير من الكيوبتات المطلوبة. العدد المطلوب لتحليل الأعداد الصحيحة باستخدام خوارزمية شور لا يزال متعدد الحدود، ويُعتقد أنه يقع بين ''L'' و ''L'' <sup>2</sup>، حيث ''L'' هو عدد الأرقام في العدد المطلوب تحليله إلى عوامل؛ خوارزميات تصحيح الخطأ تضخم هذا الرقم بعامل إضافي ''L.'' بالنسبة لرقم 1000 بت، فإن هذا يعني الحاجة إلى حوالي 10 <sup>4</sup> بت دون تصحيح الخطأ.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| عنوان = Is Fault-Tolerant Quantum Computation Really Possible?
| الأخير = Dyakonov
| الأول = M. I.
| تاريخ = 14 October 2006
| صفحات = 4–18
| صحيفة = Future Trends in Microelectronics. Up the Nano Creek
| محرر2-الأخير = J. Xu
| محرر3-الأخير = A. Zaslavsky
| arxiv = quant-ph/0610117
| bibcode = 2006quant.ph.10117D
}}</ref> مع تصحيح الخطأ، سيرتفع الرقم إلى حوالي 10 <sup>7</sup> بت. وقت الحساب حوالي ''L'' <sup>2</sup> أو حوالي 10 <sup>7</sup> خطوات وفي 1&nbsp;ميغاهيرتز، حوالي 10 ثوان.

هناك طريقة مختلفة تمامًا لمشكلة الاستقرار وفك الترابط وهي إنشاء [[حاسوب كمومي طوبولوجي|كمبيوتر كمومي طوبولوجي]] مع [[أيون]]ات، [[شبه جسيم|وشبه جسيمات]] تستخدم كخيوط والاعتماد على [[نظرية الجديل|نظرية جديلة]] لتشكيل بوابات منطقية مستقرة.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Freedman
| arxiv = quant-ph/0101025
| المجلد = 40
| عنوان = Topological quantum computation
| صفحات = 31–38
| mr = 1943131
| صحيفة = Bulletin of the American Mathematical Society
| العدد = 1
| DOI = 10.1090/S0273-0979-02-00964-3
| مؤلف4-الأول = Zhenghan
| الأول = Michael H.
| مؤلف4-الأخير = Wang
| مؤلف3-وصلة = Michael J. Larsen
| مؤلف3-الأول = Michael J.
| مؤلف3-الأخير = Larsen
| مؤلف2-وصلة = Alexei Kitaev
| مؤلف2-الأول = Alexei
| مؤلف2-الأخير = Kitaev
| مؤلف-وصلة = Michael Freedman
| سنة = 2003
}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Monroe
| الأول = Don
| مسار = https://www.newscientist.com/channel/fundamentals/mg20026761.700-anyons-the-breakthrough-quantum-computing-needs.html
| عنوان = Anyons: The breakthrough quantum computing needs?
| صحيفة = [[نيو ساينتست]]
| تاريخ = 1 October 2008
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210126195730/https://www.newscientist.com/article/mg20026761-700-anyons-the-breakthrough-quantum-computing-needs/?ignored=irrelevant | تاريخ أرشيف = 26 يناير 2021 }}</ref>

=== السيادة الكمومية ===
''[[السيادة الكمومية|التفوق الكمي]]'' هو مصطلح صاغه [[جون بريسكيل|جون بريسكيل في]] إشارة إلى الإنجاز الهندسي المتمثل في إثبات أن الجهاز الكمي القابل للبرمجة يمكنه حل مشكلة تتجاوز قدرات أحدث أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية.<ref name="مولد تلقائيا1" /><ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Preskill
| الأول = John
| تاريخ = 2018-08-06
| عنوان = Quantum Computing in the NISQ era and beyond
| صحيفة = Quantum
| المجلد = 2
| صفحات = 79
| DOI = 10.22331/q-2018-08-06-79
}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| عنوان = Characterizing Quantum Supremacy in Near-Term Devices
| مؤلف5-الأخير = Ding
| DOI = 10.1038/s41567-018-0124-x
| arxiv = 1608.00263
| سنة = 2018
| مؤلف9-الأخير = Neven
| مؤلف9-الأول = Hartmut
| مؤلف8-الأخير = Martinis
| مؤلف8-الأول = John M.
| مؤلف7-الأخير = Bremner
| مؤلف7-الأول = Michael J.
| مؤلف6-الأخير = Jiang
| مؤلف6-الأول = Zhang
| مؤلف5-الأول = Nan
| صحيفة = Nature Physics
| مؤلف4-الأخير = Babbush
| مؤلف4-الأول = Ryan
| مؤلف3-الأخير = Smelyanskiy
| مؤلف3-الأول = Vadim N.
| مؤلف2-الأخير = Isakov
| مؤلف2-الأول = Sergei V.
| الأخير = Boixo
| الأول = Sergio
| صفحات = 595–600
| العدد = 6
| المجلد = 14
| bibcode = 2018NatPh..14..595B
}}</ref> لا يجب أن تكون المشكلة مفيدة، لذلك يرى البعض أن اختبار السيادة الكمومية فقط هو معيار مرجعي محتمل في المستقبل.<ref>{{استشهاد بويب
| مسار = https://www.scientificamerican.com/article/quantum-computers-compete-for-supremacy/
| عنوان = Quantum Computers Compete for "Supremacy"
| تاريخ = 5 July 2017
| موقع = Scientific American
| الأخير = Savage
| الأول = Neil
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210813164608/https://www.scientificamerican.com/article/quantum-computers-compete-for-supremacy/ | تاريخ أرشيف = 13 أغسطس 2021 }}</ref>

في أكتوبر 2019، أصبح الذكاء الاصطناعي الكم لجوجل، بمساعدة وكالة ناسا، أول من ادعى أنه حقق التفوق الكمي من خلال إجراء حسابات على [[معالج الجميز|الكمبيوتر الكمي معالج الجيمز]] أسرع بأكثر من 3,000,000 مرة مما يمكن إجراؤه في [[سومت (حاسوب فائق)|سومت]]، والذي يعتبر عمومًا الأسرع في العالم الحاسوب.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Arute
| مؤلف8-الأول = Sergio
| bibcode = 2019Natur.574..505A
| صفحات = 505–510
| PMID = 31645734
| DOI = 10.1038/s41586-019-1666-5
| العدد = 7779
| المجلد = 574
| صحيفة = Nature
| عنوان = Quantum supremacy using a programmable superconducting processor
| تاريخ = 23 October 2019
| مؤلف9-الأول = Fernando G. S. L.
| مؤلف9-الأخير = Brandao
| مؤلف8-الأخير = Boixo
| الأول = Frank
| مؤلف7-الأول = Rupak
| مؤلف7-الأخير = Biswas
| مؤلف6-الأول = Rami
| مؤلف6-الأخير = Barends
| مؤلف5-الأول = Joseph C.
| مؤلف5-الأخير = Bardin
| مؤلف4-الأول = Dave
| مؤلف4-الأخير = Bacon
| مؤلف3-الأول = Ryan
| مؤلف3-الأخير = Babbush
| مؤلف2-الأول = Kunal
| مؤلف2-الأخير = Arya
| arxiv = 1910.11333
}}</ref><ref>{{استشهاد بويب
| مسار = https://www.technologyreview.com/f/614416/google-researchers-have-reportedly-achieved-quantum-supremacy/
| عنوان = Google researchers have reportedly achieved 'quantum supremacy'
| موقع = MIT Technology Review
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20200303130707/https://www.technologyreview.com/f/614416/google-researchers-have-reportedly-achieved-quantum-supremacy/ | تاريخ أرشيف = 3 مارس 2020 }}</ref><ref>{{استشهاد بويب
| مسار = http://www.nasa.gov/feature/ames/quantum-supremacy
| عنوان = Google and NASA Achieve Quantum Supremacy
| تاريخ = 2019-10-23
| موقع = NASA
| تاريخ الوصول = 2021-11-16
| الأخير = Tavares
| الأول = Frank
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211104194401/https://www.nasa.gov/feature/ames/quantum-supremacy/ | تاريخ أرشيف = 4 نوفمبر 2021 }}</ref> تم تحدي هذا الادعاء لاحقًا: صرحت شركة آي بي إم أن بإمكان سومت إجراء عينات أسرع بكثير مما ادعى <ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Pednault
| الأول = Edwin
| مؤلف2-الأخير = Gunnels
| مؤلف2-الأول = John A.
| مؤلف3-الأخير = Nannicini
| مؤلف3-الأول = Giacomo
| مؤلف4-الأخير = Horesh
| مؤلف4-الأول = Lior
| مؤلف5-الأخير = Wisnieff
| مؤلف5-الأول = Robert
| تاريخ = 2019-10-22
| عنوان = Leveraging Secondary Storage to Simulate Deep 54-qubit Sycamore Circuits
| مسار = http://arxiv.org/abs/1910.09534
| صحيفة = arXiv:1910.09534 [quant-ph]
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211112143902/https://arxiv.org/abs/1910.09534 | تاريخ أرشيف = 12 نوفمبر 2021 }}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Cho
| الأول = Adrian
| تاريخ = 2019-10-23
| عنوان = IBM casts doubt on Google’s claims of quantum supremacy
| مسار = https://www.sciencemag.org/news/2019/10/ibm-casts-doubt-googles-claims-quantum-supremacy
| صحيفة = Science
| DOI = 10.1126/science.aaz6080
| issn = 0036-8075
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210715003812/https://www.sciencemag.org/news/2019/10/ibm-casts-doubt-googles-claims-quantum-supremacy | تاريخ أرشيف = 15 يوليو 2021 }}</ref>، ومنذ ذلك الحين طور الباحثون خوارزميات أفضل لمشكلة أخذ العينات المستخدمة للمطالبة بالتفوق الكمي، مما أعطى تخفيضات كبيرة أو إغلاق الفجوة بين الجميز والحواسيب الفائقة الكلاسيكية.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Liu
| مؤلف8-الأخير = Wang
| DOI = 10.1145/3458817.3487399
| صفحات = 1–12
| مكان = New York, NY, USA
| سلسلة = SC '21
| صحيفة = Association for Computing Machinery
| مسار = https://doi.org/10.1145/3458817.3487399
| عنوان = Closing the "quantum supremacy" gap: achieving real-time simulation of a random quantum circuit using a new Sunway supercomputer
| تاريخ = 2021-11-14
| مؤلف9-الأول = Dajia
| مؤلف9-الأخير = Peng
| مؤلف8-الأول = Zhen
| مؤلف7-الأول = Pengpeng
| الأول = Yong (Alexander)
| مؤلف7-الأخير = Zhao
| مؤلف6-الأول = Jiawei
| مؤلف6-الأخير = Song
| مؤلف5-الأول = Yuling
| مؤلف5-الأخير = Yang
| مؤلف4-الأول = Haohuan
| مؤلف4-الأخير = Fu
| مؤلف3-الأول = Fang (Nancy)
| مؤلف3-الأخير = Li
| مؤلف2-الأول = Xin (Lucy)
| مؤلف2-الأخير = Liu
| ISBN = 978-1-4503-8442-1
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211024025954/https://dl.acm.org/action/cookieAbsent | تاريخ أرشيف = 24 أكتوبر 2021 }}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Pan
| الأول = Feng
| مؤلف2-الأخير = Chen
| مؤلف2-الأول = Keyang
| مؤلف3-الأخير = Zhang
| مؤلف3-الأول = Pan
| تاريخ = 2021-11-04
| عنوان = Solving the sampling problem of the Sycamore quantum supremacy circuits
| مسار = http://arxiv.org/abs/2111.03011
| صحيفة = arXiv:2111.03011 [physics, physics:quant-ph]
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211116202502/https://arxiv.org/abs/2111.03011 | تاريخ أرشيف = 16 نوفمبر 2021 }}</ref>

في ديسمبر 2020، [[جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين|نفذت مجموعة في جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين]] نوعًا من [[أخذ عينات بوسون|عينات بوسون]] على 76 فوتونًا باستخدام [[الحوسبة الكمومية البصرية الخطية|كمبيوتر كمومي ضوئي]] يسمى [[Jiuzhang (كمبيوتر كمي)|جيوتشانغ]] لإثبات التفوق الكمي.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Ball
| الأول = Philip
| تاريخ = 2020-12-03
| عنوان = Physicists in China challenge Google's 'quantum advantage'
| صحيفة = Nature
| المجلد = 588
| العدد = 7838
| صفحة = 380
| لغة = en
| DOI = 10.1038/d41586-020-03434-7
| PMID = 33273711
| bibcode = 2020Natur.588..380B
}}</ref><ref>{{استشهاد بويب
| مسار = https://www.scientificamerican.com/article/light-based-quantum-computer-exceeds-fastest-classical-supercomputers/
| عنوان = Light-based Quantum Computer Exceeds Fastest Classical Supercomputers
| موقع = Scientific American
| لغة = en
| تاريخ الوصول = 2020-12-07
| الأخير = Garisto
| الأول = Daniel
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211102063932/https://www.scientificamerican.com/article/light-based-quantum-computer-exceeds-fastest-classical-supercomputers/ | تاريخ أرشيف = 2 نوفمبر 2021 }}</ref><ref>{{استشهاد بويب
| مسار = https://www.sciencenews.org/article/new-light-based-quantum-computer-jiuzhang-supremacy
| عنوان = The new light-based quantum computer Jiuzhang has achieved quantum supremacy
| تاريخ = 2020-12-03
| موقع = Science News
| لغة = en-US
| تاريخ الوصول = 2020-12-07
| الأخير = Conover
| الأول = Emily
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211102063922/https://www.sciencenews.org/article/new-light-based-quantum-computer-jiuzhang-supremacy | تاريخ أرشيف = 2 نوفمبر 2021 }}</ref> يدعي المؤلفون أن الحاسوب الفائق المعاصر يتطلب وقتًا حسابيًا يبلغ 600 مليون سنة لتوليد عدد العينات التي يمكن أن ينتجها المعالج الكمي في 20 ثانية.<ref name=":6">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Zhong
| مؤلف9-الأخير = Ding
| arxiv = 2012.01625
| PMID = 33273064
| issn = 0036-8075
| DOI = 10.1126/science.abe8770
| لغة = en
| صفحات = 1460–1463
| العدد = 6523
| المجلد = 370
| صحيفة = Science
| مسار = https://science.sciencemag.org/content/early/2020/12/02/science.abe8770
| عنوان = Quantum computational advantage using photons
| تاريخ = 2020-12-03
| مؤلف9-الأول = Xing
| مؤلف8-الأول = Dian
| الأول = Han-Sen
| مؤلف8-الأخير = Wu
| مؤلف7-الأول = Jian
| مؤلف7-الأخير = Qin
| مؤلف6-الأول = Yi-Han
| مؤلف6-الأخير = Luo
| مؤلف5-الأول = Li-Chao
| مؤلف5-الأخير = Peng
| مؤلف4-الأول = Ming-Cheng
| مؤلف4-الأخير = Chen
| مؤلف3-الأول = Yu-Hao
| مؤلف3-الأخير = Deng
| مؤلف2-الأول = Hui
| مؤلف2-الأخير = Wang
| bibcode = 2020Sci...370.1460Z
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20201215055143/https://science.sciencemag.org/content/early/2020/12/02/science.abe8770 | تاريخ أرشيف = 15 ديسمبر 2020 }}</ref>

=== شك ===
أعرب بعض الباحثين عن شكوكهم في إمكانية بناء حواسيب كمية قابلة للتطوير، عادةً بسبب مشكلة الحفاظ على الترابط على نطاقات واسعة.

[[بيل أونروه|شكك بيل أونرو]] في التطبيق العملي لأجهزة الكمبيوتر الكمومية في ورقة نُشرت عام 1994.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Unruh
| الأول = Bill
| عنوان = Maintaining coherence in Quantum Computers
| صحيفة = Physical Review A
| المجلد = 51
| العدد = 2
| صفحات = 992–997
| arxiv = hep-th/9406058
| bibcode = 1995PhRvA..51..992U
| سنة = 1995
| DOI = 10.1103/PhysRevA.51.992
| PMID = 9911677
}}</ref> [[بول دافيس|جادل بول ديفيز]] بأن الكمبيوتر الذي تبلغ سعته 400 كيلوبت قد يتعارض مع المعلومات الكونية المرتبطة ضمنيًا [[مبدأ الهولوغرافية|بمبدأ الهولوغرام]].<ref>{{استشهاد بويب
| مسار = https://arxiv.org/ftp/quant-ph/papers/0703/0703041.pdf
| عنوان = The implications of a holographic universe for quantum information science and the nature of physical law
| ناشر = Macquarie University
| الأخير = Davies
| الأول = Paul
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210927042301/https://arxiv.org/ftp/quant-ph/papers/0703/0703041.pdf | تاريخ أرشيف = 27 سبتمبر 2021 }}</ref> يشك المشككون مثل [[جيل كالاي|جيل كالاي في]] أن السيادة الكمية سوف تتحقق على الإطلاق.<ref>{{استشهاد بويب
| مسار = https://rjlipton.wordpress.com/2016/04/22/quantum-supremacy-and-complexity/
| عنوان = Quantum Supremacy and Complexity
| تاريخ = 23 April 2016
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210308133159/https://rjlipton.wordpress.com/2016/04/22/quantum-supremacy-and-complexity/ | تاريخ أرشيف = 8 مارس 2021 }}</ref><ref>{{استشهاد بويب
| مسار = https://www.ams.org/journals/notices/201605/rnoti-p508.pdf
| عنوان = The Quantum Computer Puzzle
| ناشر = AMS
| الأخير = Kalai
| الأول = Gil
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210809001614/https://www.ams.org/journals/notices/201605/rnoti-p508.pdf | تاريخ أرشيف = 9 أغسطس 2021 }}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Rinott
| الأول = Yosef
| مؤلف2-الأخير = Shoham
| مؤلف2-الأول = Tomer
| مؤلف3-الأخير = Kalai
| مؤلف3-الأول = Gil
| تاريخ = 2021-07-13
| عنوان = Statistical Aspects of the Quantum Supremacy Demonstration
| مسار = http://arxiv.org/abs/2008.05177
| صحيفة = arXiv:2008.05177 [quant-ph, stat]
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20211116204106/https://arxiv.org/abs/2008.05177 | تاريخ أرشيف = 16 نوفمبر 2021 }}</ref> أعرب الفيزيائي [[ميخائيل دياكونوف]] عن شكوكه في الحوسبة الكمومية على النحو التالي:

: «لذا يجب أن يكون عدد المعلمات المستمرة التي تصف حالة مثل هذا الكمبيوتر الكمي المفيد في أي لحظة ... حوالي <sup>10300</sup> . . . هل يمكننا تعلم التحكم في أكثر من 10 <sup>300</sup> معلمة متغيرة باستمرار تحدد الحالة الكمومية لمثل هذا النظام؟ جوابي بسيط. ''لا أبدا.''» <ref>{{استشهاد بويب
| مسار = https://spectrum.ieee.org/computing/hardware/the-case-against-quantum-computing
| عنوان = The Case Against Quantum Computing
| تاريخ = 15 November 2018
| موقع = IEEE Spectrum
| تاريخ الوصول = 3 December 2019
| الأخير = Dyakonov
| الأول = Mikhail
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210502010020/https://spectrum.ieee.org/computing/hardware/the-case-against-quantum-computing | تاريخ أرشيف = 2 مايو 2021 }}</ref><ref>{{استشهاد بكتاب
| مؤلف1 = Dyakonov
| الأول = Mikhail
| عنوان = Will We Ever Have a Quantum Computer?
| تاريخ = 24 March 2020
| مسار = https://www.springer.com/gp/book/9783030420185
| ناشر = Springer
| ISBN = 9783030420185
| تاريخ الوصول = 22 May 2020
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230120100742/https://www.springer.com/gp/book/9783030420185|تاريخ أرشيف=2023-01-20}}{{بحاجة لرقم الصفحة|date=May 2020| مسار الأرشيف = https://web.archive.org/web/20210814043411/https://www.springer.com/gp/book/9783030420185 | تاريخ الأرشيف = 14 أغسطس 2021 }}</ref>

=== المرشحون للإدراك المادي ===
من أجل التنفيذ المادي لجهاز كمبيوتر كمي، تتم متابعة العديد من المرشحين المختلفين، من بينهم (يتميزون بالنظام المادي المستخدم لإدراك الكيوبتات):

* [[الحوسبة الكمومية فائقة التوصيل]] <ref name="ClarkeWilhelm2008">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Clarke
| الأول = John
| مؤلف2-الأخير = Wilhelm
| مؤلف2-الأول = Frank K.
| عنوان = Superconducting quantum bits
| صحيفة = Nature
| تاريخ = 18 June 2008
| المجلد = 453
| العدد = 7198
| صفحات = 1031–1042
| DOI = 10.1038/nature07128
| PMID = 18563154
| bibcode = 2008Natur.453.1031C
| مسار = https://www.semanticscholar.org/paper/7ee1053ce63f33a62f2ea555547c514ce5f21054
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210504044146/https://www.semanticscholar.org/paper/Superconducting-quantum-bits-Clarke-Wilhelm/7ee1053ce63f33a62f2ea555547c514ce5f21054 | تاريخ أرشيف = 4 مايو 2021 }}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Kaminsky
| الأول = William M.
| مؤلف2-الأخير = Lloyd
| مؤلف2-الأول = Seth
| مؤلف3-الأخير = Orlando
| مؤلف3-الأول = Terry P.
| عنوان = Scalable Superconducting Architecture for Adiabatic Quantum Computation
| arxiv = quant-ph/0403090
| تاريخ = 12 March 2004
| bibcode = 2004quant.ph..3090K
}}</ref> (يتم تنفيذ كيوبت بواسطة حالة الدوائر الصغيرة فائقة التوصيل [ [[تأثير جوزيفسن|تقاطعات جوزيفسون]] ])
* [[كمبيوتر الكم الأيوني المحاصر|الكمبيوتر الكمي الأيوني المحاصر]] (يتم تنفيذ الكيوبت بواسطة الحالة الداخلية للأيونات المحاصرة)
* الذرات المحايدة في [[شبكة بصرية|المشابك البصرية]] (كيوبت مطبق بالحالات الداخلية للذرات المحايدة المحاصرة في شبكة بصرية) <ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Khazali
| الأول = Mohammadsadegh
| مؤلف2-الأخير = Mølmer
| مؤلف2-الأول = Klaus
| تاريخ = 11 June 2020
| عنوان = Fast Multiqubit Gates by Adiabatic Evolution in Interacting Excited-State Manifolds of Rydberg Atoms and Superconducting Circuits
| صحيفة = Physical Review X
| المجلد = 10
| العدد = 2
| صفحة = 021054
| DOI = 10.1103/PhysRevX.10.021054
| bibcode = 2020PhRvX..10b1054K
}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Henriet
| مؤلف6-الأول = Georges-Olivier
| DOI = 10.22331/q-2020-09-21-327
| صفحة = 327
| المجلد = 4
| صحيفة = Quantum
| عنوان = Quantum computing with neutral atoms
| تاريخ = 22 June 2020
| مؤلف7-الأول = Christophe
| مؤلف7-الأخير = Jurczak
| مؤلف6-الأخير = Reymond
| الأول = Loic
| مؤلف5-الأول = Antoine
| مؤلف5-الأخير = Browaeys
| مؤلف4-الأول = Thierry
| مؤلف4-الأخير = Lahaye
| مؤلف3-الأول = Adrien
| مؤلف3-الأخير = Signoles
| مؤلف2-الأول = Lucas
| مؤلف2-الأخير = Beguin
| arxiv = 2006.12326
}}</ref>
* [[نقطة كمومية|كمبيوتر النقطة الكمية]]، القائم على الدوران (على سبيل المثال، [[الكمبيوتر الكمومي Loss-DiVincenzo]] <ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Imamog¯lu
| مؤلف7-الأخير = Small
| bibcode = 1999PhRvL..83.4204I
| DOI = 10.1103/PhysRevLett.83.4204
| صفحات = 4204–4207
| العدد = 20
| المجلد = 83
| تاريخ = 15 November 1999
| صحيفة = Physical Review Letters
| عنوان = Quantum Information Processing Using Quantum Dot Spins and Cavity QED
| مؤلف7-الأول = A.
| مؤلف6-الأول = M.
| الأول = A.
| مؤلف6-الأخير = Sherwin
| مؤلف5-الأول = D.
| مؤلف5-الأخير = Loss
| مؤلف4-الأول = D. P.
| مؤلف4-الأخير = DiVincenzo
| مؤلف3-الأول = G.
| مؤلف3-الأخير = Burkard
| مؤلف2-الأول = D. D.
| مؤلف2-الأخير = Awschalom
| arxiv = quant-ph/9904096
}}</ref>) (الكيوبت المعطى من خلال حالات الدوران للإلكترونات المحاصرة)
* كمبيوتر النقطة الكمية، المكاني (الكيوبت المعطى عن طريق موضع الإلكترون في نقطة كمومية مزدوجة) <ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Fedichkin
| الأول = L.
| مؤلف2-الأخير = Yanchenko
| مؤلف2-الأول = M.
| مؤلف3-الأخير = Valiev
| مؤلف3-الأول = K. A.
| عنوان = Novel coherent quantum bit using spatial quantization levels in semiconductor quantum dot
| صحيفة = Quantum Computers and Computing
| تاريخ = June 2000
| المجلد = 1
| صفحة = 58
| bibcode = 2000quant.ph..6097F
| arxiv = quant-ph/0006097
}}</ref>
* الحوسبة الكمومية باستخدام الآبار الكمية المهندسة، والتي يمكن من حيث المبدأ أن تمكن من بناء أجهزة كمبيوتر كمومية تعمل في درجة حرارة الغرفة <ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Ivády
| مؤلف8-الأول = Martin V.
| arxiv = 1905.11801
| PMCID = 6898666
| PMID = 31811137
| DOI = 10.1038/s41467-019-13495-6
| صفحة = 5607
| العدد = 1
| المجلد = 10
| تاريخ = 6 December 2019
| صحيفة = Nature Communications
| عنوان = Stabilization of point-defect spin qubits by quantum wells
| مؤلف9-الأول = F. Joseph
| مؤلف9-الأخير = Heremans
| مؤلف8-الأخير = Holt
| الأول = Viktor
| مؤلف7-الأول = Stephan O.
| مؤلف7-الأخير = Hruszkewycz
| مؤلف6-الأول = Samuel J.
| مؤلف6-الأخير = Whiteley
| مؤلف5-الأول = Paul V.
| مؤلف5-الأخير = Klimov
| مؤلف4-الأول = Abram L.
| مؤلف4-الأخير = Falk
| مؤلف3-الأول = Nazar
| مؤلف3-الأخير = Delegan
| مؤلف2-الأول = Joel
| مؤلف2-الأخير = Davidsson
| bibcode = 2019NatCo..10.5607I
}}</ref><ref>{{استشهاد بخبر
| عنوان = Scientists Discover New Way to Get Quantum Computing to Work at Room Temperature
| مسار = https://interestingengineering.com/scientists-discover-new-way-to-get-quantum-computing-to-work-at-room-temperature
| عمل = interestingengineering.com
| تاريخ = 24 April 2020
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210813074428/https://interestingengineering.com/scientists-discover-new-way-to-get-quantum-computing-to-work-at-room-temperature | تاريخ أرشيف = 13 أغسطس 2021 }}</ref>
* [[سلك الكم|السلك]] الكمي المقترن (كيوبت مطبق بواسطة زوج من الأسلاك الكمومية مقترنًا [[نقطة اتصال الكم|بنقطة كمومية ملامسة]]) <ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Bertoni
| عنوان = Quantum Logic Gates based on Coherent Electron Transport in Quantum Wires
| PMID = 10991086
| DOI = 10.1103/PhysRevLett.84.5912
| صفحات = 5912–5915
| العدد = 25
| المجلد = 84
| تاريخ = 19 June 2000
| صحيفة = Physical Review Letters
| مؤلف5-الأول = S.
| الأول = A.
| مؤلف5-الأخير = Reggiani
| مؤلف4-الأول = C.
| مؤلف4-الأخير = Jacoboni
| مؤلف3-الأول = R.
| مؤلف3-الأخير = Brunetti
| مؤلف2-الأول = P.
| مؤلف2-الأخير = Bordone
| bibcode = 2000PhRvL..84.5912B
}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Ionicioiu
| الأول = Radu
| مؤلف2-الأخير = Amaratunga
| مؤلف2-الأول = Gehan
| مؤلف3-الأخير = Udrea
| مؤلف3-الأول = Florin
| عنوان = Quantum Computation with Ballistic Electrons
| صحيفة = International Journal of Modern Physics B
| تاريخ = 20 January 2001
| المجلد = 15
| العدد = 2
| صفحات = 125–133
| DOI = 10.1142/S0217979201003521
| arxiv = quant-ph/0011051
| bibcode = 2001IJMPB..15..125I
}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Ramamoorthy
| الأول = A
| مؤلف2-الأخير = Bird
| مؤلف2-الأول = J P
| مؤلف3-الأخير = Reno
| مؤلف3-الأول = J L
| عنوان = Using split-gate structures to explore the implementation of a coupled-electron-waveguide qubit scheme
| صحيفة = Journal of Physics: Condensed Matter
| تاريخ = 11 July 2007
| المجلد = 19
| العدد = 27
| صفحة = 276205
| DOI = 10.1088/0953-8984/19/27/276205
| bibcode = 2007JPCM...19A6205R
}}</ref>
* [[الكمبيوتر الكمومي بالرنين المغناطيسي النووي]] (NMRQC) المنفذ [[رنين مغناطيسي نووي|بالرنين المغناطيسي النووي]] للجزيئات الموجودة في المحلول، حيث يتم توفير [[عدد كم مغزلي|الكيوبتات بواسطة السبينات النووية]] داخل الجزيء المذاب ويتم فحصها بواسطة موجات الراديو
* [[الحاسوب الكمي كين|أجهزة الكمبيوتر الكمومية]] ذات الحالة الصلبة NMR Kane (تتحقق الكيوبت من خلال حالة الدوران النووي [[مانح إلكترونات|لمانحي]] [[فسفور|الفوسفور]] في [[سيليكون|السيليكون]])
* [[إلكترون على هيليوم كوبيت|الحواسيب الكمومية للإلكترونات على الهيليوم]] (الكيوبت هو دوران الإلكترون)
* [[الكهروديناميكا الكمومية|الديناميكا الكهربية]] للكم التجويفي (CQED) (كيوبت مقدم من الحالة الداخلية للذرات المحاصرة المقترنة بتجاويف عالية الجودة)
* [[مغناطيس أحادي الجزيء|المغناطيس الجزيئي]] <ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Leuenberger
| الأول = Michael N.
| مؤلف2-الأخير = Loss
| مؤلف2-الأول = Daniel
| عنوان = Quantum computing in molecular magnets
| صحيفة = Nature
| تاريخ = April 2001
| المجلد = 410
| العدد = 6830
| صفحات = 789–793
| DOI = 10.1038/35071024
| PMID = 11298441
| arxiv = cond-mat/0011415
| bibcode = 2001Natur.410..789L
}}</ref> (كيوبت معطى بواسطة حالات الدوران)
* [[رنين مغناطيسي إلكتروني|حاسوب كمومي يعتمد على ESR]] [[فوليرين|الفوليرين]] (يعتمد الكيوبت على الدوران الإلكتروني [[إندوهيدرال فوليرين|للذرات أو الجزيئات المغلفة بالفوليرين]]) <ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Harneit
| الأول = Wolfgang
| عنوان = Fullerene-based electron-spin quantum computer
| صحيفة = Physical Review A
| تاريخ = 27 February 2002
| المجلد = 65
| العدد = 3
| صفحة = 032322
| DOI = 10.1103/PhysRevA.65.032322
| bibcode = 2002PhRvA..65c2322H
| مسار = https://www.researchgate.net/publication/257976907
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20200721103058/https://www.researchgate.net/publication/257976907_Fullerene-based_electron-spin_quantum_computer | تاريخ أرشيف = 21 يوليو 2020 }}</ref>
* [[الحوسبة الكمومية البصرية|حاسوب كمومي بصري غير]] خطي (تتحقق الكيوبتات من خلال معالجة حالات [[الوضع العادي|لأنماط]] مختلفة من الضوء من خلال كل من العناصر [[بصريات لاخطية|الخطية]] <ref name="qc1988">{{استشهاد بمنشورات مؤتمر}}</ref><ref name="chuang1995">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأول = I.L.
| الأخير = Chuang
| مؤلف2-الأول = Y.
| مؤلف2-الأخير = Yamamoto
| عنوان = Simple quantum computer
| صحيفة = Physical Review A
| المجلد = 52
| العدد = 5
| سنة = 1995
| صفحات = 3489–3496
| DOI = 10.1103/PhysRevA.52.3489
| PMID = 9912648
| arxiv = quant-ph/9505011
| bibcode = 1995PhRvA..52.3489C
}}</ref>
* [[الحوسبة الكمومية البصرية الخطية|الكمبيوتر الكمي البصري الخطي]] (تتحقق الكيوبتات من خلال حالات المعالجة [[الوضع العادي|لأنماط]] مختلفة من الضوء من خلال العناصر الخطية مثل المرايا [[مقسم الأشعة|ومقسمات الأشعة ومبدل]] [[وحدة تحول المرحلة|الطور]]) <ref name="KLM2001">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Knill
| الأول = G. J.
| مؤلف2-الأخير = Laflamme
| مؤلف3-الأخير = Milburn
| عنوان = A scheme for efficient quantum computation with linear optics
| صحيفة = Nature
| سنة = 2001
| المجلد = 409
| DOI = 10.1038/35051009
| bibcode = 2001Natur.409...46K
| مؤلف2-الأول = R.
| مؤلف3-الأول = G. J.
| العدد = 6816
| PMID = 11343107
| صفحات = 46–52
| مسار = https://www.semanticscholar.org/paper/054b680165a7325569ca6e63028ca9cee7f3ac9a
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20200203120721/https://www.semanticscholar.org/paper/A-scheme-for-efficient-quantum-computation-with-Knill-Laflamme/054b680165a7325569ca6e63028ca9cee7f3ac9a | تاريخ أرشيف = 3 فبراير 2020 }}</ref>
* [[كمبيوتر الكم المعتمد على الماس|حاسوب الكم المعتمد على الألماس]] <ref name="Nizovtsevetal2004">{{استشهاد بدورية محكمة
| صحيفة = Optics and Spectroscopy
| تاريخ = August 2005
| عنوان = A quantum computer based on NV centers in diamond: Optically detected nutations of single electron and nuclear spins
| الأخير = Nizovtsev, A. P.
| المجلد = 99
| العدد = 2
| صفحات = 248–260
| DOI = 10.1134/1.2034610
| bibcode = 2005OptSp..99..233N
| مسار = https://www.semanticscholar.org/paper/a7598ca24265e5537f14dc61b7c3a1d5b5953162
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210502164830/https://www.semanticscholar.org/paper/A-quantum-computer-based-on-NV-centers-in-diamond:-Nizovtsev-Kilin/a7598ca24265e5537f14dc61b7c3a1d5b5953162 | تاريخ أرشيف = 2 مايو 2021 }}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Dutt
| مؤلف8-الأول = P. R.
| PMID = 17540898
| DOI = 10.1126/science.1139831
| صفحات = 1312–1316
| العدد = 5829
| المجلد = 316
| تاريخ = 1 June 2007
| صحيفة = Science
| عنوان = Quantum Register Based on Individual Electronic and Nuclear Spin Qubits in Diamond
| مسار = https://archive.org/details/sim_science_2007-06-01_316_5829/page/1312
| مؤلف9-الأول = M. D.
| مؤلف9-الأخير = Lukin
| مؤلف8-الأخير = Hemmer
| الأول = M. V. G.
| مؤلف7-الأول = A. S.
| مؤلف7-الأخير = Zibrov
| مؤلف6-الأول = F.
| مؤلف6-الأخير = Jelezko
| مؤلف5-الأول = J.
| مؤلف5-الأخير = Maze
| مؤلف4-الأول = E.
| مؤلف4-الأخير = Togan
| مؤلف3-الأول = L.
| مؤلف3-الأخير = Jiang
| مؤلف2-الأول = L.
| مؤلف2-الأخير = Childress
| bibcode = 2007Sci...316.....D
}}</ref><ref name="Neumannetal2008">{{استشهاد بدورية محكمة
| صحيفة = Science
| مؤلف3-الأول = F.
| مؤلف9-الأخير = Jelezko
| مؤلف8-الأول = T.
| مؤلف8-الأخير = Gaebel
| مؤلف7-الأول = V.
| مؤلف7-الأخير = Jacques
| مؤلف6-الأول = S.
| مؤلف6-الأخير = Yamasaki
| مؤلف5-الأول = H.
| مؤلف5-الأخير = Watanabe
| مؤلف4-الأول = P.
| مؤلف4-الأخير = Hemmer
| مؤلف3-الأخير = Rempp
| تاريخ = 6 June 2008
| مؤلف2-الأول = N.
| مؤلف2-الأخير = Mizuochi
| إظهار المؤلفين = 1
| bibcode = 2008Sci...320.1326N
| PMID = 18535240
| DOI = 10.1126/science.1157233
| صفحات = 1326–1329
| العدد = 5881
| المجلد = 320
| الأخير = Neumann, P.
| عنوان = Multipartite Entanglement Among Single Spins in Diamond
| مسار = https://archive.org/details/sim_science_2008-06-06_320_5881/page/1326
| مؤلف9-الأول = F.
}}</ref> (الكيوبت تتحقق من الدوران الإلكتروني أو النووي [[مركز شغور النيتروجين|لمراكز النيتروجين الشاغرة]] في الماس)
* الكمبيوتر الكمي القائم على [[تكاثف بوز-أينشتاين|مكثف بوز-آينشتاين]] <ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Anderlini
| عنوان = Controlled exchange interaction between pairs of neutral atoms in an optical lattice
| arxiv = 0708.2073
| PMID = 17653187
| DOI = 10.1038/nature06011
| صفحات = 452–456
| العدد = 7152
| المجلد = 448
| تاريخ = July 2007
| صحيفة = Nature
| مؤلف6-الأول = J. V.
| الأول = Marco
| مؤلف6-الأخير = Porto
| مؤلف5-الأول = William D.
| مؤلف5-الأخير = Phillips
| مؤلف4-الأول = Jennifer
| مؤلف4-الأخير = Sebby-Strabley
| مؤلف3-الأول = Benjamin L.
| مؤلف3-الأخير = Brown
| مؤلف2-الأول = Patricia J.
| مؤلف2-الأخير = Lee
| bibcode = 2007Natur.448..452A
}}</ref>
* الكمبيوتر الكمي القائم على الترانزستور - حواسيب كمومية خيطية تحتوي على ثقوب موجبة باستخدام مصيدة إلكتروستاتيكية
* حواسيب كمومية نادرة أرضية ومعدنية ومغطاة بأيونات بلورية غير عضوية <ref name="Ohlsson2002">{{استشهاد بدورية محكمة
| صحيفة = Opt. Commun.
| تاريخ = 1 January 2002
| عنوان = Quantum computer hardware based on rare-earth-ion-doped inorganic crystals
| الأول = N.
| الأخير = Ohlsson
| مؤلف2-الأول = R. K.
| مؤلف2-الأخير = Mohan
| مؤلف3-الأول = S.
| مؤلف3-الأخير = Kröll
| المجلد = 201
| العدد = 1–3
| صفحات = 71–77
| DOI = 10.1016/S0030-4018(01)01666-2
| bibcode = 2002OptCo.201...71O
}}</ref><ref name="Longdell2004">{{استشهاد بدورية محكمة
| صحيفة = Phys. Rev. Lett.
| تاريخ = 23 September 2004
| عنوان = Demonstration of conditional quantum phase shift between ions in a solid
| الأول = J. J.
| الأخير = Longdell
| مؤلف2-الأول = M. J.
| مؤلف2-الأخير = Sellars
| مؤلف3-الأول = N. B.
| مؤلف3-الأخير = Manson
| المجلد = 93
| العدد = 13
| صفحة = 130503
| DOI = 10.1103/PhysRevLett.93.130503
| PMID = 15524694
| arxiv = quant-ph/0404083
| bibcode = 2004PhRvL..93m0503L
}}</ref> (تتحقق الكيوبت من خلال الحالة الإلكترونية الداخلية [[عامل إشابة|للمثبطات]] في [[ليف بصري|الألياف الضوئية]])
* الحواسيب الكمومية ذات الغلاف النانوي الكربوني الشبيهة بالمعادن

يوضح العدد الكبير من المرشحين أن الحوسبة الكمية، على الرغم من التقدم السريع، لا تزال في مهدها.{{بحاجة لمصدر|date=May 2020}}

هناك عدد من نماذج الحوسبة الكمومية، تتميز بالعناصر الأساسية التي يتحلل فيها الحساب. للتطبيقات العملية، النماذج الأربعة ذات الصلة للحساب هي:

* [[دائرة كمومية|مصفوفة البوابة الكمومية]] (يتحلل الحساب إلى سلسلة من [[البوابات الكمومية|بوابات كمومية]] قليلة كيوبت)
* [[كمبيوتر كمي أحادي الاتجاه]] (يتحلل الحساب إلى سلسلة من القياسات ذات الكيوبت الواحد المطبقة على حالة أولية شديدة التشابك أو [[حالة الكتلة]])
* [[حساب الكم الأديباتي|الكمبيوتر الكمي الأديباتي]]، القائم على [[تلدين كمي|التلدين الكمي]] (يتحلل الحساب إلى تحول بطيء مستمر من [[هاملتوني (ميكانيكا الكم)|هاميلتوني]] أولي إلى هاميلتوني نهائي، والذي تحتوي حالاته الأساسية على المحلول) <ref name="Das 2008 1061–1081">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Das
| الأول = A.
| مؤلف2-الأخير = Chakrabarti
| مؤلف2-الأول = B. K.
| سنة = 2008
| عنوان = Quantum Annealing and Analog Quantum Computation
| صحيفة = {{Ill-WD2|Rev. Mod. Phys.|id=Q26572}}
| المجلد = 80
| العدد = 3
| صفحات = 1061–1081
| arxiv = 0801.2193
| bibcode = 2008RvMP...80.1061D
| DOI = 10.1103/RevModPhys.80.1061
}}</ref>
* [[حاسوب كمومي طوبولوجي|الكمبيوتر الكمي الطوبولوجي]] <ref name="Nayaketal2008">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Nayak
| عنوان = Nonabelian Anyons and Quantum Computation
| bibcode = 2008RvMP...80.1083N
| arxiv = 0707.1889
| صفحات = 1083–1159
| العدد = 3
| المجلد = 80
| صحيفة = Reviews of Modern Physics
| سنة = 2008
| الأول = Chetan
| مؤلف4-الأول = Sankar
| مؤلف4-الأخير = Das Sarma
| مؤلف3-الأول = Ady
| مؤلف3-الأخير = Stern
| مؤلف2-الأول = Steven
| مؤلف2-الأخير = Simon
| DOI = 10.1103/RevModPhys.80.1083
}}</ref> (تحلل الحساب إلى تجديل [[أيون]]ات في شبكة ثنائية الأبعاد)

تعتبر [[آلة تورنغ الكمومية|آلة تورينج الكمومية]] مهمة من الناحية النظرية ولكن التنفيذ المادي لهذا النموذج غير ممكن. ثبت أن جميع نماذج الحساب الأربعة متكافئة ؛ يمكن لكل منهما محاكاة الآخر بما لا يزيد عن كثير الحدود.

== علاقتها بنظرية الحوسبة والتعقيد ==

=== نظرية الحوسبة ===
أي [[مشكلة حسابية]] يمكن حلها بواسطة جهاز كمبيوتر كلاسيكي يمكن حلها أيضًا عن طريق الكمبيوتر الكمومي.<ref name="Nielsen, p. 29" /> بشكل بديهي، هذا لأنه يُعتقد أن جميع الظواهر الفيزيائية، بما في ذلك تشغيل أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية، يمكن وصفها باستخدام [[ميكانيكا الكم]]، التي تكمن وراء عمل أجهزة الكمبيوتر الكمومية.

على العكس من ذلك، فإن أي مشكلة يمكن حلها عن طريق الكمبيوتر الكمومي يمكن حلها أيضًا بواسطة جهاز كمبيوتر كلاسيكي ؛ أو بشكل أكثر رسمية، يمكن محاكاة أي كمبيوتر كمي بواسطة [[آلة تورنغ|آلة تورينج]]. بمعنى آخر، لا توفر أجهزة الكمبيوتر الكمومية أي قوة إضافية على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية من حيث القدرة على [[الحاسوبية|الحوسبة]]. هذا يعني أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية لا يمكنها حل [[معضلة غير قابلة للقرار|مشاكل غير قابلة للحسم]] مثل [[مسألة توقف|مشكلة التوقف]] ووجود أجهزة الكمبيوتر الكمومية لا يدحض [[أطروحة تشرش-تورينغ|أطروحة تشيرش-تورينج]].<ref>Nielsen, p. 126</ref>

حتى الآن، لا تفي أجهزة الكمبيوتر الكمومية [[مبدأ الكنيسة - تورينج - الألمانية|بأطروحة الكنيسة القوية]]. بينما تم إدراك الآلات الافتراضية، لم يتم بناء ماديًا بعد على جهاز كمبيوتر كمي عالمي. تتطلب النسخة القوية من أطروحة تشرش جهاز كمبيوتر ماديًا، وبالتالي لا يوجد كمبيوتر كمي يرضي حتى الآن أطروحة الكنيسة القوية.

=== نظرية التعقيد الكمي ===
بينما لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر الكمومية حل أي مشاكل لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية حلها بالفعل، يُشتبه في قدرتها على حل مشكلات معينة بشكل أسرع من أجهزة الكمبيوتر التقليدية. على سبيل المثال، من المعروف أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية يمكنها [[تحليل عدد صحيح إلى عوامل|تحليل الأعداد الصحيحة]] بكفاءة، بينما لا يُعتقد أن هذا هو الحال بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية.

تسمى فئة [[مشكلة حسابية|المشكلات]] التي يمكن حلها بكفاءة بواسطة كمبيوتر كمي مع وجود خطأ محدود بـ [[BQP]]، من أجل «الخطأ المحدود، الوقت الكمي، متعدد الحدود». بشكل أكثر رسمية، BQP هي فئة المشاكل التي يمكن حلها بواسطة [[آلة تورنغ الكمومية|آلة تورينج الكمومية]] متعددة الحدود مع احتمال خطأ يبلغ 1/3 على الأكثر. كفئة من المشاكل الاحتمالية، BQP هو النظير الكمي لـ [[BPP]] («الخطأ المحدود، الاحتمالي، الوقت متعدد الحدود»)، فئة المشاكل التي يمكن حلها بواسطة [[آلة تورينج الاحتمالية|آلات تورينج الاحتمالية]] ذات الوقت متعدد الحدود مع الخطأ المحدود.<ref>Nielsen, p. 41</ref> من المعروف أن BPP <math>\subseteq</math> BQP ويشتبه على نطاق واسع أن BQP <math>\subsetneq</math> BPP، والتي تعني بشكل بديهي أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية أقوى من أجهزة الكمبيوتر التقليدية من حيث تعقيد الوقت.<ref>Nielsen, p. 201</ref>
[[ملف:BQP_complexity_class_diagram.svg|تصغير|العلاقة المشتبه بها لـ BQP مع العديد من فئات التعقيد الكلاسيكية.<ref name="Nielsen, p. 42" />]]
العلاقة الدقيقة لـ BQP بـ [[كثير حدود (تعقيد)|P]] و[[كثير حدود غير قطعي|NP]] و[[بيسبايس|PSPACE]] غير معروفة. ومع ذلك، فمن المعروف أن P. <math>\subseteq</math> BQP <math>\subseteq</math> PSPACE ؛ أي أن جميع المشكلات التي يمكن حلها بكفاءة بواسطة كمبيوتر كلاسيكي حتمي يمكن أيضًا حلها بكفاءة عن طريق الكمبيوتر الكمي، ويمكن أيضًا حل جميع المشكلات التي يمكن حلها بكفاءة عن طريق الكمبيوتر الكمي عن طريق كمبيوتر كلاسيكي حتمي مع موارد مساحة متعددة الحدود . ومن المشتبه فيه أيضًا أن BQP عبارة عن مجموعة شاملة صارمة من P، مما يعني أن هناك مشكلات يمكن حلها بكفاءة بواسطة أجهزة الكمبيوتر الكمومية التي لا يمكن حلها بكفاءة بواسطة أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية الحتمية. على سبيل المثال، [[تحليل عدد صحيح إلى عوامل|من المعروف أن تحليل العوامل الصحيحة]] [[مشكلة اللوغاريتم المنفصل|ومشكلة اللوغاريتم المنفصلة]] موجودان في BQP ويُشتبه في أنهما خارج P. فيما يتعلق بعلاقة BQP بـ NP، لا يُعرف سوى القليل بخلاف حقيقة أن بعض مشكلات NP التي يُعتقد أنها ليست في P هي أيضًا في BQP (التحليل الأعداد الصحيح ومسألة اللوغاريتم المنفصلة كلاهما في NP، على سبيل المثال). يشتبه في أن NP <math>\nsubseteq</math><ref name="BernVazi">{{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Bernstein
| الأول = Ethan
| مؤلف2-الأخير = Vazirani
| مؤلف2-الأول = Umesh
| DOI = 10.1137/S0097539796300921
| عنوان = Quantum Complexity Theory
| سنة = 1997
| صفحات = 1411–1473
| المجلد = 26
| صحيفة = SIAM Journal on Computing
| مسار = http://www.cs.berkeley.edu/~vazirani/bv.ps
| العدد = 5
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160311163436/http://www.cs.berkeley.edu/~vazirani/bv.ps | تاريخ أرشيف = 11 مارس 2016 }}</ref>

<math>\nsubseteq</math> BQP. أي أنه من المعتقد أن هناك مشاكل يمكن التحقق منها بكفاءة ولا يمكن حلها بكفاءة بواسطة الكمبيوتر الكمومي. كنتيجة مباشرة لهذا الاعتقاد، يُشتبه أيضًا في أن BQP منفصل عن فئة [[مسألة كثيرة حدود غير قطعية كاملة|مشكلات NP الكاملة]] (إذا كانت مشكلة NP كاملة في BQP، فسيتبع ذلك من [[مسائل NP صعبة|صلابة NP]] أن جميع المشكلات في NP موجودة BQP).

يمكن تلخيص علاقة BQP بفئات التعقيد الكلاسيكية الأساسية على النحو التالي:
<math>\mathsf{P \subseteq BPP \subseteq BQP \subseteq PP \subseteq PSPACE}</math>
ومن المعروف أيضًا أن BQP موجود في فئة التعقيد ''[[سلم P (نظرية التعقيد)|#P]]'' (أو بشكل أكثر دقة في فئة مشكلات القرار المرتبطة ''P <sup>#P</sup>'')، <ref name="BernVazi" /> وهي فئة فرعية من [[بيسبايس|PSPACE]].

لقد تم التكهن بأن المزيد من التقدم في الفيزياء يمكن أن يؤدي إلى حواسيب أسرع. على سبيل المثال، لقد ثبت أن جهاز كمبيوتر كمي متغير مخفي غير محلي يعتمد على نظرية [[نظرية دي بروي-بوم|ميكانيكا]] دي بروي-بوم والتي يمكنها تنفيذ بحث عن <math>N</math> -قاعدة بيانات بالعناصر على الأكثر <math>O(\sqrt[3]{N})</math> خطوات، وهو تسريع طفيف على [[خوارزمية جروفر]]، والتي تعمل في <math>O(\sqrt{N})</math> خطوات. لاحظ، مع ذلك، أن أيا من طرق البحث لن تسمح لأجهزة الكمبيوتر الكمومية بحل مشاكل [[مسألة كثيرة حدود غير قطعية كاملة|NP الكاملة]] في وقت متعدد الحدود.<ref name="auto">{{استشهاد بويب
| مسار = http://www.scottaaronson.com/papers/qchvpra.pdf
| عنوان = Quantum Computing and Hidden Variables
| الأخير = Aaronson
| الأول = Scott
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210623191934/https://www.scottaaronson.com/papers/qchvpra.pdf | تاريخ أرشيف = 23 يونيو 2021 }}</ref> قد تسمح نظريات [[جاذبية كمية|الجاذبية الكمومية]]، مثل [[نظرية إم|نظرية M]] [[جاذبية كمية حلقية|والجاذبية الكمية الحلقية]]، ببناء حواسيب أسرع. ومع ذلك، فإن تحديد الحساب في هذه النظريات هو مشكلة مفتوحة بسبب [[مشكلة الوقت]]؛ أي أنه لا توجد حاليًا طريقة واضحة ضمن هذه النظريات الفيزيائية لوصف ما يعنيه أن يقوم المراقب بإرسال مدخلات إلى جهاز كمبيوتر في وقت واحد ثم تلقي الإخراج في وقت لاحق.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة
| الأول = Scott
| الأخير = Aaronson
| عنوان = NP-complete Problems and Physical Reality
| صحيفة = ACM SIGACT News
| المجلد = 2005
| arxiv = quant-ph/0502072
| سنة = 2005
| bibcode = 2005quant.ph..2072A
| مؤلف-وصلة = Scott Aaronson
}} See section 7 "Quantum Gravity": "[…] to anyone who wants a test or benchmark for a favorite quantum gravity theory,[author's footnote: That is, one without all the bother of making numerical predictions and comparing them to observation] let me humbly propose the following: ''can you define Quantum Gravity Polynomial-Time?'' […] until we can say what it means for a 'user' to specify an 'input' and ‘later' receive an 'output'—''there is no such thing as computation, not even theoretically.''" (emphasis in original)</ref><ref name=":0">{{استشهاد بويب
| مسار = http://www.dwavesys.com/en/pressreleases.html#lm_2011
| عنوان = D-Wave Systems sells its first Quantum Computing System to Lockheed Martin Corporation
| تاريخ = 25 May 2011
| ناشر = D-Wave
| تاريخ الوصول = 30 May 2011
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20210527010606/https://www.dwavesys.com/en/pressreleases.html | تاريخ أرشيف = 27 مايو 2021 }}</ref>

== انظر أيضًا ==

* [http://plato.stanford.edu/entries/qm/ ميكانيكا الكم (موسوعة ستانفورد للفلسفة)].
* [http://www.mtnmath.com/faq/meas-qm.html ميكانيكا الكم].
* [http://www.newscientist.com/channel/fundamentals/quantum-world كل شيء تريد معرفته عن العالم الكمومي].
* [http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/history/HistTopics/The_Quantum_age_begins.html تاريخ ميكانيك الكم].
* [http://www.decoherence.de/ تطورات جديدة في فهم العلاقة بين الفيزياء الكلاسكية-الكمومية].
* [https://web.archive.org/web/20150822112443/http://higgo.com/quantum/laymans.htm المرشد للفيزياء الكمومية].
* [http://www3.imperial.ac.uk/portal/page?_pageid=161,482073&_dad=portallive&_schema=PORTALLIVE#Quantum%20Information%20Tutorials مجموعة دروس قابلة للتنزيل حول ميكانيك الكم].
* [http://cam.qubit.org/wiki/index.php/Introduction_to_Quantum_Theory مقدمة للميكانيك الكمومي].

== مراجع ==
{{مراجع}}

== قراءة متعمقة ==

=== كتب مدرسية ===

* {{استشهاد بكتاب
| مؤلف-وصلة = Michael Nielsen
| مؤلف1 = Nielsen, Michael
| مؤلف2-وصلة = Isaac L. Chuang
| مؤلف2 = Chuang, Isaac
| عنوان = Quantum Computation and Quantum Information
| ناشر = Cambridge University Press
| مكان = Cambridge
| سنة = 2000
| ISBN = 978-0-521-63503-5
| OCLC = 174527496
| مسار = https://books.google.com/books?id=aai-P4V9GJ8C
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20220513070007/https://books.google.com/books?id=aai-P4V9GJ8C|تاريخ أرشيف=2022-05-13}}
* {{استشهاد بكتاب
| مؤلف1 = Mermin
| الأول = N. David
| مؤلف-وصلة = N. David Mermin
| عنوان = Quantum Computer Science: An Introduction
| مسار = https://archive.org/details/quantumcomputers0000merm
| تاريخ = 2007
| ناشر = Cambridge University Press
| ISBN = 978-0-521-87658-2
}}
* {{استشهاد بكتاب
| مؤلف1 = Akama
| الأول = Seiki
| سنة = 2014
| عنوان = Elements of Quantum Computing: History, Theories and Engineering Applications
| ناشر = Springer International Publishing
| ISBN = 978-3-319-08284-4
}}
* {{استشهاد بكتاب
| مؤلف1 = Benenti
| الأول = Giuliano
| عنوان = Principles of Quantum Computation and Information Volume 1
| ناشر = World Scientific
| مكان = New Jersey
| سنة = 2004
| ISBN = 978-981-238-830-8
| OCLC = 179950736
}}
* {{استشهاد بكتاب
| مؤلف1 = Stolze
| الأول = Joachim
| مؤلف2 = Suter
| مؤلف2-الأول = Dieter
| سنة = 2004
| عنوان = Quantum Computing
| مسار = https://archive.org/details/quantumcomputing0000stol
| ناشر = Wiley-VCH
| ISBN = 978-3-527-40438-4
}}
* {{استشهاد بكتاب
| مؤلف1 = Wichert
| الأول = Andreas
| سنة = 2014
| عنوان = Principles of Quantum Artificial Intelligence
| ناشر = World Scientific Publishing Co.
| ISBN = 978-981-4566-74-2
}}
* {{استشهاد بكتاب
| مؤلف1 = Hiroshi
| الأول = Imai
| مؤلف2 = Masahito
| مؤلف2-الأول = Hayashi
| سنة = 2006
| عنوان = Quantum Computation and Information
| مسار = https://archive.org/details/isbn_9783540331322
| ناشر = Springer
| ISBN = 978-3-540-33132-2
| مكان = Berlin
}}
* {{استشهاد بكتاب
| مؤلف1 = Jaeger
| الأول = Gregg
| عنوان = Quantum Information: An Overview
| مسار = https://archive.org/details/quantuminformati0000jaeg
| ناشر = Springer
| مكان = Berlin
| سنة = 2006
| ISBN = 978-0-387-35725-6
| OCLC = 255569451
}}

=== أوراق أكاديمية ===

* {{استشهاد بدورية محكمة
| مؤلف-وصلة = Derek Abbott
| مؤلف9-الأول = Sergey M.
| مؤلف7-الأول = David K.
| مؤلف8-وصلة = Julio Gea-Banacloche
| مؤلف8-الأخير = Gea-Banacloche
| مؤلف8-الأول = Julio
| مؤلف9-وصلة = Sergey M. Bezrukov
| مؤلف9-الأخير = Bezrukov
| عنوان = Dreams versus Reality: Plenary Debate Session on Quantum Computing
| مؤلف7-وصلة = David K. Ferry
| صحيفة = Quantum Information Processing
| سنة = 2003
| المجلد = 2
| العدد = 6
| صفحات = 449–472
| DOI = 10.1023/B:QINP.0000042203.24782.9a
| مؤلف7-الأخير = Ferry
| مؤلف6-الأول = Alexander R.
| الأخير = Abbot
| مؤلف3-الأول = Carlton M.
| الأول = Derek
| مؤلف2-وصلة = Charles R. Doering
| مؤلف2-الأخير = Doering
| مؤلف2-الأول = Charles R.
| مؤلف3-وصلة = Carlton M. Caves
| مؤلف3-الأخير = Caves
| مؤلف4-وصلة = Daniel Lidar
| مؤلف6-الأخير = Hamilton
| مؤلف4-الأخير = Lidar
| مؤلف4-الأول = Daniel M.
| مؤلف5-وصلة = Howard Brandt
| مؤلف5-الأخير = Brandt
| مؤلف5-الأول = Howard E.
| مؤلف6-وصلة = Alexander R. Hamilton
| arxiv = quant-ph/0310130
}}
* {{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = DiVincenzo
| الأول = David P.
| مؤلف-وصلة = David DiVincenzo
| عنوان = The Physical Implementation of Quantum Computation
| صحيفة = Fortschritte der Physik
| المجلد = 48
| العدد = 9–11
| صفحات = 771–783
| سنة = 2000
| DOI = 10.1002/1521-3978(200009)48:9/11<771::AID-PROP771>3.0.CO;2-E
| arxiv = quant-ph/0002077
| bibcode = 2000ForPh..48..771D
}}
* {{استشهاد بويب
| مسار = http://citeseer.ist.psu.edu/article/berthiaume97quantum.html
| عنوان = Quantum Computation
| سنة = 1997
| الأخير = Berthiaume
| الأول = Andre
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20221210225747/https://citeseer.ist.psu.edu/article/berthiaume97quantum.html|تاريخ أرشيف=2022-12-10}}
* {{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = DiVincenzo
| الأول = David P.
| عنوان = Quantum Computation
| صحيفة = Science
| سنة = 1995
| المجلد = 270
| العدد = 5234
| صفحات = 255–261
| DOI = 10.1126/science.270.5234.255
| bibcode = 1995Sci...270..255D
}} Table 1 lists switching and dephasing times for various systems.
* {{استشهاد بدورية محكمة
| الأخير = Feynman
| الأول = Richard
| مؤلف-وصلة = Richard Feynman
| عنوان = Simulating physics with computers
| صحيفة = International Journal of Theoretical Physics
| المجلد = 21
| صفحات = 467–488
| سنة = 1982
| DOI = 10.1007/BF02650179
| bibcode = 1982IJTP...21..467F
| العدد = 6–7
}}
* {{استشهاد بويب
| مسار = http://citeseer.ist.psu.edu/mitchell98computing.html
| عنوان = Computing Power into the 21st Century: Moore's Law and Beyond
| سنة = 1998
| الأخير = Mitchell
| الأول = Ian
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20221210225850/https://citeseer.ist.psu.edu/mitchell98computing.html|تاريخ أرشيف=2022-12-10}}
* {{استشهاد بويب
| مسار = http://citeseer.ist.psu.edu/simon94power.html
| عنوان = On the Power of Quantum Computation
| سنة = 1994
| ناشر = Institute of Electrical and Electronic Engineers Computer Society Press
| الأخير = Simon
| الأول = Daniel R.
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230203172128/https://citeseer.ist.psu.edu/simon94power.html|تاريخ أرشيف=2023-02-03}}

== روابط خارجية ==

* [[موسوعة ستانفورد للفلسفة]]: " [http://plato.stanford.edu/entries/qt-quantcomp/ الحوسبة الكمية] " بقلم أميت هاجر ومايكل إي. كافارو.
* {{Springer|title=حساب الكم ، نظرية}}
* [https://quantum.country/qcvc الحوسبة الكمومية] للفضوليين للغاية بواسطة آندي ماتوشاك [[ميخائيل نيلسن|ومايكل نيلسن]]
* [https://quantumcomputingmadeeasy.com/ أصبحت الحوسبة الكمية سهلة] على مدونة ساتاليا.

=== محاضرات ===

* [https://www.youtube.com/playlist?list=PL1826E60FD05B44E4 الحوسبة الكمومية للمقرر] - 22 محاضرة بالفيديو [[ميخائيل نيلسن|لمايكل نيلسن]].
* [http://www.quiprocone.org/Protected/DD_lectures.htm محاضرات فيديو] [[ديفيد دويتش]].
* [https://web.archive.org/web/20160303183533/http://www.quantware.ups-tlse.fr/IHP2006/ محاضرات في معهد هنري بوانكاريه (شرائح ومقاطع فيديو).]
* [https://web.archive.org/web/20130901004919/http://nanohub.org/resources/4778 محاضرة عبر الإنترنت حول مقدمة في الحوسبة الكمية، إدوارد جرجوي (2008).]
* لوموناكو، سام. [http://www.csee.umbc.edu/~lomonaco/Lectures.html#OxfordLectures أربع محاضرات حول الحوسبة الكمية في جامعة أكسفورد في يوليو 2006].
{{شريط بوابات|الفيزياء|عقد 1980|علم الحاسوب}}

[[تصنيف:أصناف الحواسيب]]
[[تصنيف:استحداثات متعلقة بالحواسيب في 1918]]
[[تصنيف:استحداثات متعلقة بالحواسيب في 1924]]
[[تصنيف:استحداثات متعلقة بالحواسيب في 1938]]
[[تصنيف:استحداثات متعلقة بالحواسيب في 1939]]
[[تصنيف:استحداثات متعلقة بالحواسيب في 1941]]
[[تصنيف:استحداثات متعلقة بالحواسيب حسب السنة]]
[[تصنيف:استحداثات متعلقة بالحواسيب حسب العقد]]
[[تصنيف:استحداثات متعلقة بالحواسيب حسب القرن]]
[[تصنيف:تعمية الكم]]
[[تصنيف:تقانات الكم]]
[[تصنيف:تقانات ناشئة]]
[[تصنيف:حساب كمومي]]
[[تصنيف:علم المعلومات الكمية]]
[[تصنيف:مسائل غير محلولة]]
[[تصنيف:مسائل غير محلولة في الرياضيات]]
[[تصنيف:مسائل غير محلولة في الفيزياء]]
[[تصنيف:علم الحاسوب النظري]]
[[تصنيف:نظرية التعقيد الحسابي]]
[[تصنيف:نظرية المعلومات]]
[[تصنيف:نظرية المعلومات الكمومية]]
[[تصنيف:نماذج حاسوبية]]