Um computador quântico usa fenómenos mecânicos quânticos, tais como entrelaçamento e sobreposição, para processar dados. A computação quântica pretende usar as propriedades quânticas das partículas para representar e estruturar dados utilizando a mecânica quântica para entender como realizar operações com esses dados.
As propriedades da mecânica quântica de átomos ou núcleos permitem que essas partículas trabalhem juntas como bits quânticos, ou qubits. Estes qubits trabalham em conjunto para formar o processador e a memória do computador. Os qubits podem interagir uns com os outros, enquanto isolados do ambiente externo, e isso permite-lhes realizar cálculos de forma muito mais rápida que os computadores convencionais. Ao computar simultaneamente muitos números diferentes e, em seguida, cruzar os resultados de modo a obter uma resposta única, um computador quântico pode executar um grande número de operações em paralelo e conseguir ser muito mais poderoso que um computador digital do mesmo tamanho.
Um nanocomputador quântico irá trabalhar armazenando dados na forma de estados quânticos atómicos ou spin. Tecnologia deste tipo já está em desenvolvimento sob a forma do electrão único de memória (SEM-Sigle Electron Memory) e pontos quânticos. Por meio da mecânica quântica, ondas armazenarão o estado de cada componente em nanoescala e as informações serão armazenadas em forma de orientação do spin ou o estado de um átomo. Com a configuração correcta, a interferência construtiva salientará os padrões de ondas que contém a resposta certa, enquanto a interferência destrutiva impedirá qualquer resposta errada.
O estado de energia de um electrão dentro de um átomo, representado pelo nível de energia do electrão, pode, teoricamente, representam um, dois, quatro, oito ou até 16 bits de dados. O principal problema com esta tecnologia é a instabilidade visto que os estados de energia instantânea electrónica são difíceis de prever e ainda mais difíceis de controlar. Um electrão pode facilmente cair para um estado de energia menor, emitindo um fotão e, inversamente, um fotão pode atingir um átomo e levar um dos seus electrões a saltar para um estado energético superior.
Prometo em breve escrever uma série de artigos a explicar os rudimentos da física quântica, ok?
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