جهاز الحاسوب المحمول، مثل معظم أجهزة الحاسوب التقليدية، يتعامل مع الكهرباء داخل شرائح السيليكون بداخله. يحدث تشغيل أو إيقاف تشغيل كميات صغيرة من التيار الكهربائي تمثل إشارات منطقية صحيحة وكاذبة او ارقاما ثنائية: الواحد والصفر، ولهذا السبب تستند معظم اجهزة الحاسوب التقليدية إلى عمليات منطقية على ارقام ثنائية (بتات Bits).
ولكن الحاسوب الكمية Quantum computers تستخدم العناصر الكمية الفردية Individual quantum elements مثل الإلكترونات او الفوتونات، والتي تسمى في هذا السياق كیوبتات Qubits.
إن الخصائص الكمية الغريبة لهذه الجسيمات الدقيقة هي التي تمنح الحواسيب الكمية قوتها. على سبيل المثال، بفعل “الدوران المغزلي” Spin، قد تكون الإلكترونات لأعلى أو لأسفل. وقد تكون الفوتونات رأسية أو أفقية- في وقت واحد. هذا “التراكب الكمي” Quantum superposition يعني أن الكيوبت في كلتا الحالتين في وقت واحد. حسنا، يكون كذلك إلى أن يتفاعل مع عامل خارجي سيؤدي حينها إلى ضبط حالته. أي اهتزاز او اضطراب في مكان قريب يمكن أن يسبب حدوث هذه الانهيارات. لمنع فك الترابط الكمي Quantum decoherence يحاول العلماء الحفاظ على حالات التراكب الهشة للكيوبتات في غرف مفرغة وثلاجات أكثر برودة من الفضاء الخارجي. تعتمد الكيوبتات أيضا على خاصية غريبة تعرف باسم التشابك Entanglement، تتشابك وفقها خاصية أحد الجسيمات مع اخرى. هنا يصير الأمر معقداً حقاً. إذا صنعنا جسيمين متشابكين بإجمالي دوران يساوي صفرا، وانهارت حالة أحدهما بحيث يكون دورانه في اتجاه عقارب الساعة، فإن حالة الجسيم الآخر ستكون عكس اتجاه عقارب الساعة، حتی لو لم یكن الجسيمان قريبين كلاهما من الآخر.
كل هذا يعني في الأساس أنه بمجرد تشابكا يمكن استخدام الكيوبتات لتمثيل أعداد ضخمة من الأرقام المحتملة في الوقت نفسه. على سبيل المثال، يحتوي حاسوب “غوغل” الكمي سيكامور Sycamore على 53 کیوبت يمكن أن تمثل أكثر من 10.000.000.000.000.000 (10 كوادریلیونات) تركيب في وقت واحد. هذا يعني أنه يمكنه في 200 ثانية إجراء عملية حسابية قد تستغرق 10 آلاف عام عند إجرائها باستخدام الحاسوب العادي. من الناحية النظرية، هذا يعني أن الحاسوب الكمي يمكنه إجراء حسابات متخصصة لا تستطيع الحواسيب التقليدية الاضطلاع بها (وهو مفهوم يسمى ميزة الكم Quantum advantage او التفوق Supremacy). ولكن نظرا إلى ظروف التخزين الدقيقة المطلوبة، ما زالت أمامنا طريق طويلة قبل أن نتمكن من الحصول على معالجات كمية في حواسيبنا المحمولة.
