Supremacja kwantowa to potencjalna zdolność kwantowych urządzeń komputerowych do rozwiązywania problemów, których klasyczne komputery praktycznie nie potrafią wykonać. Najistotniejszą ich zaletą jest szybkość wykonywania operacji obliczeniowych. Ta złożoność obliczeniowa procesów wykonywanych przez komputer kwantowy oznacza generalnie wielobiegunowe przyspieszenie w stosunku do najlepszego istniejącego klasycznego algorytmu, który wykorzystuje system binarny.
Obecne komputery, które dla porównania z maszynami kwantowymi już zaczynają być nazywane „klasycznymi”, wykonują wszelkie obliczenia za pomocą zer i jedynek. Dzięki temu pozornie prostemu mechanizmowi można „układać” przepływ prądu lub jego brak w różne kombinacje. Każda jedynka lub zero to bit – podstawowa, najmniejsza porcja informacji.
Niezwykła wizja Feynmana
W komputerze kwantowym podstawową jednostką informacji jest natomiast kubit, którego nazwa jest skrótem od zwrotu „quantum bit”. Mówiąc skrótowo: kubit.
W 1969 r. wybitny fizyk kwantowy z Massachusetts Institute of Technology, laureat Nagrody Nobla z fizyki, profesor Richard Feynman przedstawił model nukleonów złożonych z partonów. Posłużył mu on do opisu wysokoenergetycznych zderzeń hadronów. Nukleony to wspólna nazwa dla bardziej nam znanych protonów i neutronów, które wspólnie tworzą jądro każdego atomu. Te cząstki podstawowe składają się z kwarków, czyli fermionów podlegających oddziaływaniom silnym. Takie silnie oddziałujące ze sobą grupy kwarków lub gluonów (bezmasowych cząstek elementarnych) nazywamy hadronami. Ich stałym składnikiem są partony.
Na podstawie tego modelu Feynman wysnuł podczas jednego ze swoich słynnych wykładów teoretyczny model działania urządzenia, które nazwał komputerem kwantowym. Wówczas uznano tę koncepcję za mrzonkę genialnego naukowca. Feynman przekonywał jednak słuchaczy, że to wcale nie żadna fantastyka. Do przekształcenia systemu kwantowego w klasyczny model komputerowy można wykorzystać wiele zjawisk wykazujących właściwości kwantowe.
