Komputer kwantowy w okamgnieniu rozwiąże równanie zbyt złożone dla dzisiejszego superkomputera.

Dzięki temu, że potrafi on równocześnie sprawdzić wszystkie możliwe rozwiązania dowolnego równania, znalezienie skomplikowanego hasła potrwa sekundy. Dzisiaj sprawdzenie wszystkich kombinacji zwykłego hasła bankowego (128-bitowego) za pomocą miliarda komputerów, z których każdy badałby miliard kombinacji na sekundę, zajęłoby więcej czasu, niż istnieje wszechświat. Nad złamaniem szyfrów 2048-bitowych, dostępnych nawet dla prywatnych osób, nawet nie warto się zastanawiać. Tymczasem komputer kwantowy poda pasujące rozwiązania niemal natychmiast.

W praktyce oznacza to, że wraz z jego rozpowszechnieniem wszystkie hasła na świecie będą czytelne niczym otwarta księga. Uratują nas dostępne od kilku lat urządzenia do szyfrowania kwantowego, zabawki przeznaczone głównie dla bogatych instytucji finansowych.

Potencjał kanadyjskiego Oriona na razie nie jest zbyt wysoki. Producent ma nadzieję, że do końca 2008 roku jego wydajność wzrośnie z 16 do tysiąca qubitów. Dopiero sprzęt o takiej mocy będzie się nadawał do rozwiązywania praktycznych problemów.

Tymczasem na pokazie prototyp rozwiązał trzy zadania: optymalne usadzenie gości weselnych, znalezienie molekuły, która pasowałaby do zadanej cząsteczki oraz rozwiązanie... sudoku. Wszystkie te zadania wymagają przeanalizowania wielu możliwych wariantów, a w tym właśnie komputery kwantowe są mocne.

Jak działa komputer kwantowy? Klasyczny komputer przetwarza informacje (bity), które mają wartość 0 lub 1. Maszyna kwantowa operuje na qubitach, czyli bitach kwantowych - informacjach, które są równocześnie zerem, jedynką oraz zerem i jedynką. Szesnaście bitów może tworzyć ponad 65 tysięcy możliwych kombinacji zer i jedynek. Tradycyjny komputer musi je obliczać po kolei, natomiast maszyna 16-qubitowa wylicza je wszystkie równocześnie.

Odczytanie wyniku takich obliczeń także nie jest proste, bo nie ma on postaci liczby, lecz abstrakcyjnego tworu matematycznego, noszącego nazwę przestrzeni Hilberta, który dopiero za pomocą metod statystyki kwantowej można przełożyć na bardziej użyteczne dane.

Pierwsze komputery kwantowe skonstruowano w 2000 roku równolegle w Almaden Research Center IBM-a oraz Los Alamos National Laboratory. Przeważnie naświetlano atomy promieniem lasera, by wzbudzić cząsteczki do rozmytego stanu kwantowego, co czyni z nich qubity. Kanadyjczycy zastosowali inną technikę: schłodzili obwody do stanu, w którym elektrony poruszają się swobodnie i mogą być traktowane jako qubity. Zbudowany z aluminium i niobu procesor firmy D-Wave jest utrzymywany w temperaturze 5 milikelvinów (niższej niż w próżni kosmicznej) dzięki zanurzeniu w płynnym helu.

Obliczenia przeprowadzane na qubitach przydadzą się także ekonomistom, logistykom i biotechnologom. Będą oni mogli w błyskawicznie przeanalizować wszystkie warianty złożonych operacji i wybrać najbardziej atrakcyjny scenariusz. Możliwość jednoczesnego przeprowadzania obliczeń nie znaczy wcale, że komputer kwantowy będzie z definicji lepszy od popularnych pecetów. W większości zastosowań wymagających wykonywania działań w pewnej kolejności będzie wręcz bardzo wolny.