Квантовый компьютер устроен следующим образом: основным элементом является квантовый процессор, который состоит из кубитов (квантовых частиц, способных находиться одновременно в нескольких состояниях). 13 Кубиты могут быть реализованы различными способами, например, на основе квантовых точек, сверхпроводников или ионов. 1 Они связаны друг с другом, образуя квантовые цепи, и управляются с помощью микроволновых импульсов. 1

Кроме процессора, устройство включает и другие компоненты, например, квантовый регистр для хранения информации. 1 В отличие от классического регистра, который находится только в одном из двух состояний, квантовый регистр находится во всех положениях одновременно, что позволяет получить результат обработки данных практически мгновенно. 1

Квантовый компьютер работает с помощью квантовых алгоритмов, способных решать задачи, являющиеся математически сложными для классических вычислительных машин. 1 Такие алгоритмы устанавливают порядок обработки информации на квантовом процессоре, а также задействуют квантовую суперпозицию и запутывание для решения задач быстрее, чем классический аналог. 1 Помимо алгоритмов, есть устройство для управления и измерения состояний кубитов и механизм, отвечающий за коррекцию ошибок. 1

Принцип работы квантового компьютера основан на том, что кубиты могут существовать одновременно в нескольких состояниях, поэтому при проведении вычислений не перебирают последовательно все возможные комбинации, как обычный компьютер, а делают вычисления моментально. 3 В итоге та задача, на выполнение которой у обычного компьютера ушла бы неделя, может выполняться на квантовом компьютере за секунду. 3