La informática cuántica saca partido de algunas propiedades físicas de los átomos o de los núcleos que permiten trabajar con bits cuánticos (en el procesador y en la memoria del ordenador). Interaccionan estando unos con otros aislados de un ambiente externo los bits cuánticos pueden hacer cálculos exponenciales mucho más rápido que los ordenadores comunes.
Mientras que los ordenadores tradicionales codifican información usando números binarios (0, 1) y pueden hacer solo cálculos de un conjunto de números de una sola vez cada uno, las computadoras u ordenadores cuánticos codifican información como serie de estados mecánicos cuánticos como direcciones de los electrones o las orientaciones de la polarización de un fotón representando un número que expresaba que el estado del bit cuántico está en alguna parte entre 1 y 0, o una superposición de muchos diversos números de forma que se realizan diversos cálculos sincronizadamente.
En resumen, hablamos de computadores u ordenadores cuando su comportamiento es de forma importante por leyes de la mecánica cuántica. El sistema explicado está formado por bits cuánticos (quantum bits) o qubits, y pueden ser por ejemplo: núcleos, puntos cuánticos semiconductores y similares.
Algunos visualizan computadoras cuánticas que utilizan este tipo de estado sólido, qubits (quantum dots), es decir un material nanoestructurado preciso que se podría considerar como un arsenal de qubits. Pero la producción de ese arsenal ordenado qubits a nanoescala aislado del exterior puede ser una tarea tecnológica totalmente exigente y compleja.
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