Kvantový počítač nepředstavuje pouze „rychlejší verzi“ běžného počítače. Je to fundamentální změna v tom, jak se zpracovávají informace. Tam, kde klasický počítač musí procházet možnosti jednu po druhé, dokáže kvantový počítač pracovat s mnoha stavy současně.

Zatímco klasický bit je jako vypínač (buď svítí, nebo ne), qubit (kvantový bit) je jako mince rotující na stole. Dokud se na ni nepodíváte (nezměříte ji), je v určitém smyslu „panna i orel zároveň“.

• Superpozice: Schopnost qubitu existovat v kombinaci stavů 0 a 1 současně. Díky tomu $n$ qubitů může reprezentovat $2^n$ stavů najednou.
• Provázanost (Entanglement): Strašidelné propojení dvou qubitů. Pokud změníte stav jednoho, okamžitě se změní i stav druhého, i kdyby byly na opačných koncích vesmíru.
• Kvantová interference: Metoda, kterou počítač zesiluje správné výsledky a potlačuje ty chybné, aby po měření „vypadla“ správná odpověď.

Představte si bludiště.

• Klasický počítač do něj pošle myš, která narazí do zdi, vrátí se a zkusí jinou cestu. To dělá tak dlouho, dokud nenajde východ.
• Kvantový počítač se chová jako „mlha“, která se rozlije do celého bludiště najednou. Okamžitě najde všechny cesty a ukáže tu správnou.

Tato vlastnost je klíčová pro:

• Kryptografii: Dokážou prolomit dnešní šifrování (např. RSA) během sekund.
• Simulaci molekul: Vývoj nových léků a materiálů na úrovni atomů (klasické počítače na to nemají výkon).
• Optimalizaci: Logistika, hledání nejlepší trasy pro tisíce kamionů najednou.

Navzdory obrovskému potenciálu čelíme velkým překážkám:

• Dekoherence (Křehkost): Qubity jsou extrémně citlivé. Stačí závan tepla nebo elektromagnetické vlnění a kvantový stav se zhroutí (výpočet je zničen).
• Extrémní chlad: Většina kvantových procesorů musí být chlazena na teploty blízké absolutní nule (cca -273 °C), což je chladnější než v hlubokém vesmíru.
• Chybovost: Kvantové výpočty jsou zatím velmi náchylné k chybám a vyžadují složité korekční algoritmy.

Tento termín označuje moment, kdy kvantový počítač vyřeší úlohu, kterou by nejvýkonnější klasický superpočítač světa řešil tisíce let. Společnosti jako Google (procesor Sycamore) a IBM již oznámily, že tohoto milníku dosáhly u specifických, vysoce specializovaných úloh.

Související pojmy: Bit, Superpozice, Provázanost, RSA šifrování, Mooreův zákon, Nanometr.