محاسبات کوانتومی شاخه‌ای از علوم رایانه و فیزیک است که از اصول مکانیک کوانتومی برای انجام محاسبات استفاده می‌کند. برخلاف رایانه‌های کلاسیک که اطلاعات را به صورت بیت (۰ یا ۱) پردازش می‌کنند، رایانه‌های کوانتومی از واحدهای کوانتومی به نام کیوبیت استفاده می‌کنند. کیوبیت‌ها می‌توانند در حالتی به نام برهم‌نهی باشند، به این معنا که به طور همزمان می‌توانند ۰ و ۱ باشند. این خاصیت به رایانه‌های کوانتومی اجازه می‌دهد که محاسبات پیچیده را به شکلی موازی انجام دهند.
یکی دیگر از ویژگی‌های کلیدی محاسبات کوانتومی، درهم‌تنیدگی کوانتومی است. درهم‌تنیدگی حالتی است که در آن کیوبیت‌ها به گونه‌ای به یکدیگر مرتبط می‌شوند که وضعیت یک کیوبیت می‌تواند وضعیت دیگری را، حتی در فاصله‌ای زیاد، تحت تأثیر قرار دهد. این ویژگی باعث می‌شود ارتباطات و محاسبات سریع‌تری بین کیوبیت‌ها ممکن شود.
الگوریتم‌های کوانتومی خاصی مانند الگوریتم شور برای فاکتورگیری اعداد بزرگ و الگوریتم گروور برای جستجوی پایگاه داده‌ها، نشان داده‌اند که محاسبات کوانتومی می‌تواند در حل برخی مسائل بسیار سریع‌تر از روش‌های کلاسیک عمل کند. این توانایی می‌تواند تأثیر عمیقی بر حوزه‌هایی مانند رمزنگاری، بهینه‌سازی، هوش مصنوعی، و شبیه‌سازی سیستم‌های مولکولی بگذارد.
در حال حاضر، محاسبات کوانتومی در مرحله‌ی تحقیق و توسعه است و هنوز چالش‌هایی مانند خطاهای محاسباتی و کنترل نویز وجود دارد. با این حال، شرکت‌ها و مؤسسات بزرگی مانند گوگل، IBM، و مایکروسافت در حال پیشرفت در ساخت سخت‌افزار و الگوریتم‌های پایدارتر هستند.
محاسبات کوانتومی پتانسیل تغییر عمیق در فناوری و علم را دارد، اما برای رسیدن به بهره‌برداری کامل از آن، نیاز به پیشرفت‌های بیشتری در علم، مهندسی، و نرم‌افزارهای کوانتومی وجود دارد.
تهیه شده توسط گروه آموزشی استان گیلان
