مقاله تیم uw برای ساخت نسل دیگری از کامپیوتر کوآنتومی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله تیم uw برای ساخت نسل دیگری از کامپیوتر کوآنتومی دارای ۶۶ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله تیم uw برای ساخت نسل دیگری از کامپیوتر کوآنتومی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله تیم uw برای ساخت نسل دیگری از کامپیوتر کوآنتومی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله تیم uw برای ساخت نسل دیگری از کامپیوتر کوآنتومی :

تیم uw برای ساخت نسل دیگری از کامپیوتر کوآنتومی

یک کامپیوتر کوآنتومی در حال کار می بایست آنقدر قدرتمند باشد که بتواند پاره ای از مشکلات را عرض ثانیه هایی حل نماید . که سریع ترین ابر کامپیوتر موجود ، میلیونها سال طول می کشد تا کامل شود .

برای جستجوی این قدرت محاسبه مقدس ، یک تیم منظم از محققان مهندس و فیزیک در دانشگاه برای به کارگیری نقطه های کوآنتومی ژرمانیوم سیلیکن در ساخت پایه و اساس نسل جدید کامپیوترها ، برنامه ریزی نمودند .
مرکز تحقیقات ارتش آمریکا ، از جنبه رقابتی بیش از ۳۰ زیر مجموعه را برای سرمایه گذاری توسط محققان uw مدیسون انتخاب کرد که با صرف ۳ سال و اعطای ۵/۱ میلیون به این محققان ، ابزار و توانایی منحصر به فرد خود را در جهت پیشرفت یک دروازه کوآنتومی نیمه هادی اصلی یا کیوبیت با هم متحد نماید .

در مرکز دنیای اتمی غیر قابل رؤیت محاسبه کوآنتومی ، نقطه کوآنتومی وجود دارد ، یک جعبه ، به جرم نانومتر که تعداد مشخصی از الکترونها را نگه می دارد
عدد می تواند با تغییر میدان الکتریکی نزدیک نقطه ماهرانه به کار برده شود . یک کامپیوتر کوآنتومی می بایست این نقاط را به کارگیرد تا برتری یک پدیده کوآنتومی شناخته شده در جایگاه فوق العاده را به دست آورد به عنوان مثال یک الکترون می بایست حالت چرخش خود را در هر دو طرف بالا و پایین را در یک زمان حفظ نماید .

در جایی که کامپیوتری ( کلاسیک ) حالت بالا و پایین را به کار می برد تابیتهای اطلاعاتی را به صورت ۰ و ۱ یعنی کدهای دوتایی نشان دهد ، یک کامپیوتر کوآنتومی جایگاه عالی را تحت عنوان کیوبیتها به کار می برد با جایگاه عالی ، یک کیوبیت ، قبل از اندازه گیری نه به حالت ۰ و نه ۱ می باشد ، بلکه توأماً به عنوان هر دو مورد یعنی ۰ و ۱ وجود دارد . حالت جفت جفت ، در مرحله ارتباط نزدیک به هم گره خورده اند .
تعیین بالا یا پایین حالت چرخش یک ذره بر حالت ذره جفتی اش تأثیر می گذارد .

شگفت انگیزتر این است که ذره های به هم گره خورده ارتباطشان به حافظه سپرده می شود و اینکه فاصله بین آنها چقدر است . مسئله مهمی نیست ، چیزی که انیشتین آنرا در یک بعد عملی وحشت انگیز می خواند .
همه این مطالب همراه هم به این معناست که کامپیوترکوانتومی می توانست به صورتی گسترده محاسبات همسان را انجام دهد . تیم uw مدیسون شامل پروفسورهای فیزیک یعنی مارک اریکسون وBob Joynt ، Erwinw . Mueller ، Max hagally Bascom پروفسور علم ظاهر ، DanVander مهندسی کامپیوتر و الکترونیک همچنین محقق فوق دکترا ، mark Fresen ، تئوری فیزیک و دانشمند عضو Don Savage و دانشجوی فارغ التحصیل شده از رشته افزایش مواد : Paul Rugheimer ، در ارائه طرح دخالت داشتند .

تیم تحقیق تئوری فیزیکی مدرن سیلیکون ژرمانیوم ، موادی که دارای ساختار ناهمگون دارند ، دمای پایین و اندازه گیری فرکانس بالا را با هم ترکیب خواهند نمود تا المان مقهور کننده ای از یک کامپیوتر کوآنتومی را بسازند که حالت جامد دروازه منطقی Not کنترل شده نامیده می شود .
ساختن این بخش به خودی خود یک دستاورد می باشد . اما روش تیم این است که این یک موقعیت تازه به دست آمده می باشد . یک کامپیوتر کوآنتومی مفید احتیاج به زنجیره ای از هزاران کیو بیت خواهد داشت . سایر روشها کیوبیتها را طوری شکل داده است که در انعکاس مغناطیسی هسته به کار رود و به وسیله اتمهای تک ساز خلأ شکل گرفته این اتمها با عدم توانایی پیوستگی با تعداد زیاد کیوبیتها محدود شده اند .

روند تیم uw مدیسون طوری بود که علم جدید و تکنولوژی موجود را همانند تکنولوژی نیمه هادی اکسید فلز مکمل به کار برد (CMOS) این بدان معناست که اگر یک کیوبیت ساخته شود ، احتمالاً این روند می توانست برای ساختن و چسبیدن هزاران کیوبیت مقیاس بندی شود .
محققان پیش بینی کردند که موفقیت آنها می توانست در اولین کامپیوتر کوآنتومی مفید طی ۱۰ تا ۳۰ سال نتیجه دهد .
تیم تحقیق تا به حال روش خود را برای مرکز تحقیقاتی آلو مینی و سکانسین ، برای در نظر گرفتن یک حق انحصاری اختراع آشکار کرده است . بنا به گفته اریکسون این چیزی است بسیار هیجان انگیز . در اینجا در حال ساخت انواع جدیدی از نقطه کوآنتومی هستیم که قبلاً ساخته نشده و اگر ما بتوانیم آنرا با موفقیت بسازیم ، جامعه تکنیکی باید قادر به دویدن همراه آن باشد .

– تیم موفقیت خود را در بردن کمک هزینه رقابتی ، به روش نو ظهورش نسبت می دهد . روش بی نظیر ترکیب توانایی های عقلی و امکانات خاص که در محوطه مرکز uw مدیسون یافت می شد . در حالی که ممکن بود تلاشهای تحقیقی مرتبط با تئوری افزایش مواد ، یا آزمایش به تنهایی تأکید داشته باشد . تیم uw مستقر شده تا روش جدید را با نتایج موجود و تئوری به یک نتیجه کاری ، ترکیب نماید.

طبق گفته لاگالی پروفسور علم مواد و مهندسی «این تیم ، تیمی غیر معمول ، قوی و یاری رساننده بوده که به خوبی از ابتدا از عهده کارها برآمده .»
لاگالی می گوید این نتیجه تلاش مرکز مهندسی و علمی تحقیقی مواد می باشد که توسط تام کوئچ اداره می شود (MRSEC) این حقیقت که ما این همکاری بی نظیر را در مواد و علوم فیزیکی داریم ، ما را در مرحله خلاقیت فاز نانو موفق گردانده است ون در وید ، واریکسون در میان اولین دسته به کارگیری خلاقیت مدیسون ، همکاری عمومی برای بهبودی تحقیق تدریس و به نتجیه رسیدن توسط uw مدیسون بودند . لاگالی می گوید : به کارگیری فاز نانو به ما اجازه می دهد که آینده محاسبات را دگرگون سازیم .

رجیستر حافظه کوانتومی :
تاکنون دو حالت از سیستم کوانتومی را بررسی نموده ایم ، بخصوص ذره با اسپین) (- را . هر چند سیستم کوانتومی به هیچ طریق مستلزم سیستم دو حالتی نمی شود . اکثر مباحث فوق برای یک سیستم کوانتومی دو حالتی ، برای یک سیستم کوانتومی n حالتی نیز قابل اجرا است .

دریک سیستم n حالتی فضای هیلبرت ، دارای ، کاهش مستقیم n می باشد که حالتهای ممکن را که سیستم می تواند در آن اندازه گیری شود را نشان می دهد . از آنجائیکه با سیستم دو حالتی ، هنگامیکه سیستم کوانتومی n حالتی را اندازه گیری می کند ، همیشه آنرا یکی از n حالت خواهیم یافت و نه وضعیت فوق العاده n حالت . گر چه هنوز اندازه گیری نشده ، سیستم اجازه می دهد تا در هر وضعیت فوق العادی از n حالت وجود داشته باشد .
از جنبه ریاضی گر دو حالت سیستم کوانتومی با کاهش هماهنگ x1 و x0 ، به این صورت توصیف شوند :

پس سیستم کوانتومی n حالت با کاهش هماهنگ x n-1 و ; وx1 و x0 به صورت زیر توصیف می شود :

در کل ، سیستم کوانتومی با n حالت اساسی را می توان ، به وسیله n عدد مختلط w0 تا wn-1 نشان داد . وقتی این کار انجام شد ، می توان نوشت :
و جایی آن قابل فهم است که wk اشاره دارد به فاکتور اضافی مختلط برای k امین eigenstate ، و با بکارگیری این اطلاعات می توانیم رجیستر حافظه کوانتومی را بدون در نظر گرفتن کیوبیتها که در قسمت قبل شرح داده شد ، را بنا کنیم .

می توانیم هر عددی از n را بر اساس ظرفیت کیو بیتها در رجیستر حافظه کامپیوتر کوانتومی ذخیره کنیم ، همانظور که این عمل را براساس ظرفیت بیتهای مربوط به کامپیوتر کلاسیک انجام می دادیم . حالت رجیستر کوانتومی با n حالت ، به وسیله فرمول بالا بدست می آید . توجه داشته باشید که در کل رجیستر کوانتومی شامل n کیو بیت ، نیاز به مجموعه اعداد ۲n دارد که تا حالت خود را کاملاً شرح دهد .

در رجیستر n کیوبیتی می تواند در یکی از حالتهای ۲n اندازه گیری شود و هر حالت احتیاج به یک مجموعه عدد دارد تا طرح حالت کلی را نشان دهد . برعکس یک رجیستر کلاسیک که شامل n بیت می باشد فقط احتیاج به n عدد صحیح دارد تا کاملاً حالت خود را شرح دهد . این بدان معناست که در یک رجیستر کوانتومی می توان میزان مشخصی از اطلاعات را ذخیره کرد .

در اینجا اولین مواردی که یک کامپیوتر کوانتومی می تواند بسیار قدرتمند تر از کامپیوتر کلاسیک باشد را می بینیم . خاطر نشان می کنیم که طبق مذاکرات ما ، مسائلی را که می توان در زمان ‍Polynomial حل نمود تا حدی حل شدنی می باشند و آن دسته از مسائلی را که می توان در زمان exponetial ( تفسیری) حل نمود تا حدی حل نشدنی می باشند . اگر یک کامپیوتر کوانتومی واقعاً قدرتمند تر از یک کامپیوتر کلاسیک باشد ، بنابراین بیشتر مشکلات حل نشدنی ، ممکن است حل شدنی شوند . این قسمت ، یک قسمت بزرگ از حرکت برای ادامه تحقیق در مورد محاسبات کوانتومی می باشد .

آغاز برای شماش به روش اغماض از خطا :
فرض کنید کامپیوتر کوانتوم شلوغی داریم و میخواهیم یک شمارش طولانی را اجرا کنیم . مثلاً با استفاده از کدی ۷ کیو بیتی می توانیم اطلاعات را رمز نویسی کنیم و شمارش را به روش اغماض از خطا اجرا کنیم . کد ۷ کوبیتی خطای مطلق تک واحدی را اصلاح می کند ، پس برای شمارش ، اکنون باید دو خطا در زمان مابین مراحل اصلاح اتفاق افتد. اگر درجه خطای اصلی هر مرحله P باشد ، برای مقدار ثابت C ، درجه خطای مؤثر cp2 است .

قبلاً می توانستیم عملکردهایی در حدود ( cp2) / 1 را انجام دهیم ، این می تواند ۱ بیت بیشتر باشد . مقدار ثابت C بستگی به این دارد که چند عملکرد در این اصلاح خطاها اجرا کنیم و اینکه چند عملکرد برای انجام هر تصحیح خطایی نیاز است . ( از آنجائیکه خطاهای جدید ، مادامیکه در تلاش باشیم تا قبلی ها را درست کنیم ، می تواند به وقوع بپیوندد ) .

امّا فرض کنید که ما می خواهیم محاسبه بزرگتری انجام دهیم . چه چیزهایی در اختیار داریم ؟ می توانیم از کدی متفاوت استفاده کنیم . اگر چه کد ممکن است مستلزم تلاش بیشتری برای تصحیح غلطها باشد ، با این فرض ، حتی اگر خطاهای بیشتری را هم اصلاح کند ، ممکن است نتیجه مطلوبی بدست ندهد . یک شیوه بهتر ، رمزدار کردن اطلاعات ثانویه با استفاده از کد هفت کوبیتی است . و حالا هر کد بیت منطقی در کامپیوتر با استفاده از ۴۹ کو بیت فیزیکی رمزدار می شود . به منظور داشتن یک غلط در اطلاعات رمز شده در سطح ۲ ، ما باید غلطهایی در فاصله بین تصحیح غلط ها در سطح ۱ داشته باشیم . میزان محاسبه غلطها از این فرمول بدست می آید .

c4. . c3 یا C(cp2) to cp2
اگر این مقدار غلط کافی نباشد ما می توانیم یک سوّم یا یک چهارم از سطح توالی را به آن بیافزائیم . در کل اگر ما از سطوح L توالی استفاده کنیم میزان مؤثر غلط ها طبق این فرمول خواهد بود . (cp)(2^L) / C
در صورتیکه p<1/c باشد ، میزان مؤثر غلطها ، در هر مرحله ، همانطور که ما به سطوح اضافه می کنیم بسرعت به سمت صفر پیش می روند . بنابراین/C 1 میزان غلطهای اولیه هستند که بطور اختیاری محاسبات کوآنتومی را ممکن می سازند .

یک ترکیب مناسب از کدهای مسلسل حالتی است که ما نیازی به سطوح متوالی برای کاهش میزان اشتباهات نداشته باشیم . فرض کنید ما می خواهیم محاسبه ای انجام دهیم که مستلزم استفاده از مراحل T می باشد . ما برای بدست آوردن شانس اتمام محاسبات بدون غلط باید ، میزان غلطها را به حدود /T1 برسانیم . از آنجا که میزان غلط ، یک تعریف مضاعف در شمار سطوح است ما فقط به حدود لگارتیم سطح T برای بدست آوردن این میزان غلط ، نیاز داریم .

– البته شمار کیوبیت هایی که ما بدان نیاز داریم بستگی به شمار سطوح دارد (یعنی L7 کیوبیت برای هر دسته لازم است .) برای محاسبات کوچکتر ، احتمالاً ما به کد کوچکتری نیاز داریم . و برای محاسبات بزرگتر ، به یکی از لگاریتم ها احتیاج داریم ، و این یعنی ما احتیاج به k (logT) کیو بیت در هر مجموعه داریم که این بطور قابل قبولی در مجموع افزایش غلطها را کاهش می دهد .

به منظور استفاده بهتر از این طرح ، ما باید C را تا حد ممکن کوچک کنیم . و این امر از طریق بهینه سازی در مرحله تصحیح غلطها ممکن خواهد بود . بسته به میزان جزئیاتی که شما مورد بررسی و انجام قرار می دهید و با توجه به مطلوب بودن عملکرد هایتان ، قادر خواهید بود تا شماری از نتایج متفاوت را بدست آورید . بنابراین بنظر می رسد که در ابتدا ما می توانیم ۴-۱۰ را بدست آوریم و یا حدوداً بالاتر از ۳-۱۰ . و این یعنی ما می توانیم کامپیوتر کوآنتومی بسازیم که یک غلط در ۱۰ هزار مرحله یا بیشتر دارد و بنابراین می توانیم از آن در محاسبات بزرگ کوآنتومی استفاده کنیم و این یک مشکل تکنیکی رقابتی است نه یک موفقیت غیر قابل تصور .

.
.

کامپیوترهای کوانتومی
حافظه یک کامپیوتر کلاسیک رشته ای از صفر ویک می باشد و کامپیوتر کلاسیک محاسبات را فقط با یک سری از اعداد یکدفعه انجام می دهد . حافظه کامپیوتر کوانتوم ، حالت کوانتومی می باشد که می تواند اعداد مختلفی را در چندین جهت در آن واحد دارا باشد . در کامپیوتر های معمولی مجموعه ای از بیتها ( صفر و یک ها ) حافظه را می سازد امّا در کامپیوترهای کوانتومی ، حافظه از بیتهای کوانتومی (qubits) تشکیل می شود . در مقایسه دو کامپیوتر معمولی و کوانتومی که از نقطه نظر سایز و ظرفیت یکسان باشند ، توانایی و پتانسیل کامپیوتر کوانتومی به علت محاسبات اعداد مختلف در آن واحد و توانایی تفسیر ، تداخل یا تخریب و حذف بین اعداد متغیر مختلف و نیز انجام محاسبات روی همه اعداد بطور همزمان ، بالاتر است .

مهمترین مثال از قدرت برتر کامپیوتر کوانتومی الگوریتم پیتر شور برای سازه کردن رنج وسیعی از اعداد می باشد . عمل فاکتورینگ یک مسئله مهم در رمز نویسی می باشد . برای مثال ایمنی کلید عمومی RSA رمز نویسی که به عمل فاکتورینگ بستگی دارد یک مسئله مشکل می باشد . علا رغم تلاش فراوان ، الگوریتم فاکتورینگ جهت کامپیوترهای معمولی شناسایی نشد .

شور در واقع مسئله لگاریتم مستقل را حل کرد . عدد x به توان r را در نظر بگیرید . و باقیمانده تقسیم به n (r را بعد از تقسیم xr بر n بدست آورید ) . این در محاسبات بطور مستقیم استفاده می شود . یافتن x ، n و y بسیار مشکلتر است تا یافتن r از الگوریتم تقسیم (n پیمانه) xr = y برای فاکتورینگ ما نیاز داریم که مقدار اولیه y =1 فرض نمائیم و کوچکترین پاسخ مثبت r از تقسیم (n پیمانه) xr = 1 . الگوریتم کوانتوم شور محاسبات xr را برای همه r ها در یکبار انجام می دهد .
تابع (n پیمانه ) xL = xL+r متناوب با دوره تناوب r می باشد . وقتی ما سری فوریه را قرار می دهیم .

مقادیری بدست می آید که مضربهایی از ( )می باشند . خوشبختانه این یکی از مزایای الگوریتم کوانتوم برای سری فوریه می باشد . بنابراین ما می توانیم مقدارr را پیدا کنیم .
پیشنهادهای زیادی جهت چگونگی ساخت کامپیوتر کوانتوم وجود دارد . صفرو یک از یک کوبیت ممکن است زمین و حالتهای تحریک شده یک اتم در مدار خطی باشد . آلفا ممکن است پلاریزاسیون هایی از فوتونها باشند که در یک حفره بینایی عمل می کنند . آنها ممکن است حتی فعل انفعالات هسته ای روی یک نمونه مایع باشند که توسط ماشین NMR نمایش داده می شوند .

روشی جهت قرار دادن سیستم در یک موقعیت کوانتومی و راهی برای عملکرد چند جهته کوبیتها موجود می باشد که در مجموع بعنوان کامپیوتر کوانتوم می تواند استفاده شود .

بمنظور اینکه سیستم یک انتخاب خوب تلقی شود . همچنین مهم است که ما عملیات زیادی را قبل از دست دادن حالت کوانتوم بتوانیم انجام بدهیم .
این تقریباً غیر ممکن است که کامپیوتر کوانتومی بسازیم که بتواند محاسبات مفیدی را قبل از عمل گسستگی انجام دهد . اگر ما بتوانیم تعداد پیغامهای خطای کمتر داشته باشیم ما می توانیم از کد اصلاح خطای کوانتوم استفاده کنیم . جهت حفاظت از اطلاعات وقتی کوبیتها تغییر می کنند .

روشهای تکنولوژیکی Roland Piquepaille
کامپیوتر کوآنتومی با تکنولوژی های امروزی ممکن به نظر می رسد .

من تاکنون مدت زیادی در IT بوده ام و مطالعاتی پیرامون تکنولوژی های مربوط به عصر جدید و آینده داشته ام . چیزی که برای من بسیار جالب است ، رقابت بر سر کامپیوترهای کوآنتومی می باشد .
این سیستم ها ، بیت ها یا کوبیت های کوآنتومی را مورد استفاده قرار می دهند . کوبیت ها قادرند بطور همزمان موقعیت صفر و یک داشته باشند . من می توانم این جمله را درک کنم . از یک دیدگاه هوشمندانه نظری قابل فهم است امّا در عمل چیز متفاوتی را نشان می دهد .
به هر حال بهتر است به موضوعات زمانی EE بپردازیم .

محققان دانشگاه وسیکانسین در مادیسون ادعا دارند که اولین شبیه سازی یک طرح کامپیوتر کوآنتومی را بطور موقعیت آمیز ، با استفاده از تکنیک های مصنوعی سیلیکن های موجود ابداع نمودند که این امر با کنترل تونل های عمودی وافقی از طریق گیت های ورودی و خروجی و فعل و انفعالات مربوط به تک الکترون های ۵۰ نانومتری موجود در یک چیپ (chip) ممکن شد

.
پروفسور مارک اریکسون از دانشگاه فیزیک اظهار داشت : نمونه موشکافانه من نیازمندی های ویژه را برای محاسبه کوآنتومی قابل قیاس توضیح می دهد – برای اولین بار نیازمندی ها را برای محاسبه کوآنتومی به روش اغماض از خطا به نیازهای ویژه برای کنترل الکترونیکی ولتاژ گیت در نقطه های کوآنتومی انتقال دادیم .
گروه محققان به این نتیجه رسیدند که دستگاه ساخت سیلیکن موجود می تواند برای ایجاد کامپیوترهای کوآنتومی بکار رود ، اگر چه در سرعت های مگاهرتز امروزی به دلیل نیازمندیهای الکتریکی ژنراتورها . برای دستیابی به عملکرد گیگا هرتز، گروه تخصصی ویژگی هایی از دستگاه را که لازم بود برای جلوگیری از اشتباهات موجود بکار رود به دقت تعیین کردند و نیز شروع به کار بر روی ساخت یک نمونه اصلی (پیش زمینه) نمودند .

اریکسون می گوید : ما معتقدیم که وجود کامپیوترهای کوآنتومی امروزی با تکنولوژی های سازنده ای که در جایگاه سیلیکن داریم ، ممکن می باشد . تیم تحقیق ، کوآنتوم را (بیت های کوآنتومی را ) خارج از چرخش الکترونی ساخت . یعنی بالا برای ۱ و پائین برای ۰ ، رمز گذاری بیت ها در چرخش به یک تک الکترون اجازه می دهد که اهمیت دودویی (جفتی) را هم نشان دهد و بدلیل ابهام در چرخش های کوآنتومی ، هر دو اهمیت را در طی محاسبات بصورت مؤثر می تواند نشان دهد ، تا به صورتی مؤثر روندی هم تراز بسازند .
در اینجا تصویری از روند بکار رفته توسط محققان وجود دارد .

محاسبه کوآنتومی بر پایه سیلیکن
بهترین را برای پایان نگهداشته ام
با وجود تکنیک های ساخت ، تیم
تحقیق تخمین می زند که یک
میلیون کامپیوتر نقطه ای ، کوآنتومی (مجموعه ۱/o24 *1/o24) امروزه باید ساخته شود و در حد مگا هرتز بهره برداری شود . قضیه علمی ماه آگوست نیز داستانی درباره موفقیتی تازه در بدست آوردن محاسبه ای کوآنتومی نقل می کند ، ساختن حالت انطباق در هدایت کنندگان سوپر بیشتر بطول می انجامد .
منابع R کالین جانسون – EE تایمز – آگوست ۶/۲۰۰۲ ، JR مینکل مقاله علمی آگوست ۲۰۰۲ در آمریکا

محاسبه کوانتومی با مولکول ها
فاکتورگیری از یک عدد ۴۰۰ رقمی که برای شکستن بعضی از کدهای امنیتی لازم است،‌حتی توسط سوپر کامپیوتر (ابر کامپیوترهای)‌ امروزی هم میلیون ها سال زمان می‌برد،‌اما نوعی پیچیده از کامپیوتر ها که با روش مکانیکی- کوانتومی کار می‌کند، ممکن است بتواند این عمل را در طول یک سال یا بیشتر انجام دهد و بدینوسیله بسیاری از عملیات رمزگشایی را ممکن سازد. تا کنون داده های حساس در ایمنی بسر می برند زیرا هنوز کسی عملا قادر به ساخت یک کامپیوتر کوآنتوم نشده است. اما امروزه محققان انجام این عمل را ثابت کرده اند. این کامپیوتر چیزی نیست ، جز ماشینی که روی میز شما قرار می‌گیرد. جالب است که این کامپیوتر از یک نظر شبیه فنجان قهوه است.