Как работает квантовый параллелизм в квантовых компьютерах?

Квантовый параллелизм в квантовых компьютерах работает благодаря принципам квантовой механики, которые позволяют квантовой системе существовать в нескольких состояниях одновременно (свойство, известное как суперпозиция). www.analyticsvidhya.com

В квантовых компьютерах вместо битов используются кубиты (сокращение от «квантовый бит») — квантовые объекты, например электроны, фотоны или сверхпроводящие цепи. secretmag.ru Кубит может одновременно быть и нулём, и единицей, и всем между ними. secretmag.ru

Кубиты могут быть «запутаны»: изменение состояния одного мгновенно влияет на другой (в обычных компьютерах биты независимы — каждый обрабатывается отдельно). secretmag.ru Взаимодействие десятков и сотен «запутанных» кубитов даёт невообразимое количество вариантов состояний системы. secretmag.ru

Алгоритм квантовых вычислений можно представить как последовательность элементарных операций, называемых квантовыми гейтами, которые изменяют состояния отдельных кубитов. secretmag.ru Квантовый гейт — это что-то вроде микросхемы, которая получает один или несколько кубитов на входе, выполняет над ними определённое действие и выдаёт их на выходе. secretmag.ru

В конце вычислений нужно считать информацию с кубитов, чтобы получить ответ. secretmag.ru Но любое измерение квантовой системы разрушает суперпозицию и даёт лишь один из возможных вариантов состояния. secretmag.ru Поэтому квантовый компьютер работает вероятностным образом: он с высокой вероятностью даёт правильный результат, но никогда с 100%-ной гарантией. secretmag.ru

Чтобы повысить точность, вычисления проводят многократно, и правильный ответ выдаётся с большей вероятностью. secretmag.ru Так, перебирая возможные варианты, квантовый компьютер находит нужное решение. secretmag.ru