"Imagine um computador cuja memória é exponencialmente bem maior que seu aparente tamanho físico; um computador que pode manipular um grupo exponencial de informações recebidas (inputs) simultaneamente; um computador que opera na zona crepuscular do espaço Hilbert. Você está pensando em um computador quântico. Relativamente poucos e simples conceitos de mecânica quântica são necessários para fazer do computador quântico uma possibilidade. A sutileza está em aprender a manipular esses conceitos. Tal computador é inevitável ou deverá ser difícil de construir?” – Samuel L. Braunstein, em "Quantum computation: a tutorial", onde ele explica matematicamente o funcionamento do computador quântico.

Na Inglaterra, a Universidade de Oxford colocou ampla e ilustrada matéria sobre o computador quântico, mostrando também as vantagens dessa tecnologia sobre o computador clássico. Um trecho dá uma idéia: “Nos computadores digitais, a voltagem entre as lâminas em um capacitor representa um bit de informação: um capacitor carregado indica valor um e um descarregado indica valor zero. Um bit de informação pode também ser codificado usando duas diferentes polarizações de luz ou dois diferentes estados eletrônicos de um átomo. Entretanto, se nós escolhemos um átomo como um bit físico, então a mecânica quântica nos lembra que, além dos dois estados eletrônicos distintos o átomo pode ter uma superposição coerente dos dois estados. Ou seja, o átomo pode estar simultaneamente no estado zero e no estado um.”

Dois caminhos – Isso é explicado assim: no caminho de um fóton é colocado um espelho semi-transparente. No ponto por onde o fóton refletido deve passar é colocado o sensor 1. No caminho que o fóton percorre se simplesmente atravessar o tal espelho, fica o sensor 2. Aparentemente, não há como saber que caminho ele fará, se seguirá direto para o sensor 2 ou será refletido na direção do sensor 1, pois há 50% de chances do fóton seguir por um ou pelo outro caminho.

Na verdade, a Física Quântica considera que ele pode perfeitamente ir simultaneamente pelos dois caminhos. Mas, uma ampliação da experiência permite reencontrar o fóton em local predeterminado, não importando o caminho feito: se nos dois caminhos possíveis forem colocados espelhos de reflexão total, redirecionando o fóton para um novo espelho semi-transparente, o processo se inverte na saída: os dois caminhos possíveis voltam a se juntar, e só o sensor 1 acusará a passagem do fóton.

Ocorre assim a superposição coerente de estados. Na linguagem técnica, o bit ganha o nome de quantum bit ou qubit, pois representa a superposição desses dois estados possíveis. Formulações matemáticas que seriam complexas para explicar no reduzido espaço desta matéria (mas podem ser conhecidas nos dois sites Web citados) demonstram que, se para formarmos uma “palavra” (um byte) precisamos de oito registros (bits), na mecânica quântica bastam três, devido àquela superposição de estados.

E, quanto mais qubits forem adicionados à “palavra”, a capacidade de armazenagem cresce exponencialmente: se três qubits podem representar oito números de uma vez, quatro qubits podem armazenar 16 números diferentes por vez (a fórmula é [N qubits = 2^N], ou seja o número N de qubits armazena informação correspondente ao cálculo 2 elevado a esse número N).

Enquanto um computador comum está limitado aos estados zero e um do bit, o computador quântico considera ambos simultaneamente, registrando como cada número na superposição é afetado. Assim, temos uma maciça computação paralela em apenas uma unidade de hardware quântico (lembre-se: 2 elevado ao expoente N...), em cada passo do processamento. Em outras palavras, um computador quântico oferece um enorme ganho no uso de recursos computacionais, como em tempo e memória.

N.E.: Em 12/5/2010 a internauta estadunidense Angela Hill sugeriu a visita também à página "Online Computer Science Degree Guide: Quantum Computation".