La computación cuántica estudia los sistemas de computación (computadoras cuánticas) que hacen uso directo de los fenómenos de la mecánica cuántica, como la superposición y el enredo, para realizar operaciones en los datos. Las computadoras cuánticas son diferentes de las computadoras electrónicas digitales binarias basadas en transistores. Mientras que la computación digital común requiere que los datos se codifiquen en dígitos binarios (bits), cada uno de los cuales siempre se encuentra en uno de los dos estados definidos (0 o 1), la computación cuántica utiliza bits cuánticos, que pueden estar en superposiciones de estados. Una máquina cuántica de Turing es un modelo teórico de tal computadora, y también se conoce como la computadora cuántica universal. El campo de la computación cuántica fue iniciado por el trabajo de Paul Benioff y Yuri Manin en 1980, Richard Feynman en 1982 y David Deutsch en 1985. Una computadora cuántica con giros como bits cuánticos también fue formulada para su uso como espacio-tiempo cuántico en 1968.
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Google tiene grandes planes para la computación cuántica. La compañía ha ideado una estrategia para demostrar la supremacía cuántica, la afirmación de que las computadoras cuánticas pueden realizar tareas que las computadoras actuales no pueden. Si bien se asume ampliamente que finalmente alcanzaremos la supremacía cuántica, nadie lo ha hecho aún porque las computadoras cuánticas actuales solo pueden ejecutar una pequeña cantidad de algoritmos especializados.
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Su plan se basa en simular lanzamientos de monedas. Una computadora común hace esto almacenando dos números y eligiendo uno de ellos al azar cada vez. Para simular 50 lanzamientos de monedas, solo selecciona 50 veces seguidas.
Se observa que compañías como 1QB Information Technologies Inc., QC Ware Corp. y QbitLogic son los principales desarrolladores de aplicaciones de software de computación cuántica. Otros jugadores clave en el mercado global de computación cuántica incluyen Rigetti Computing., Anyon Systems Inc., Cambridge Quantum Computing Ltd., IDQ, IonQ Inc., Quantum Circuits, Inc., Alibaba Quantum Computing Laboratory, Nokia Bell Labs, Hewlett Packard, Booz Allen Hamilton Inc., Toshiba Research Europe Ltd., Centro de cómputo cuántico USC Lockheed Martin, QuantumCTek Co., Ltd, SeeQC, SPARROW QUANTUM A / S, QxBranch y Qubitekk, Tokyo Quantum Computing.
