Ähnlich wie Platform-as-a-Service-Lösungen funktionieren Quanten-Cloud-Computing-Dienste, indem sie Benutzer direkt mit Quantenprozessoren, Emulatoren und Simulatoren verbinden.
Physische Quantencomputer sind sehr komplex, was den Cloud-basierten Zugriff zu einer idealen Einrichtung für diejenigen macht, die die Leistungsfähigkeit von Quantencomputern nutzen müssen, ohne eine eigene Maschine zu kaufen.
Laut IBM haben seine Quantenhardwaresysteme ungefähr die Größe eines durchschnittlichen Autos – besteht hauptsächlich aus Kühlsystemen, um sicherzustellen, dass der supraleitende Prozessor auf der ultrakalten idealen Betriebstemperatur bleibt.
Quantenhardwaresysteme bestehen aus Superflüssigkeiten, die das System superkühlen; Supraleiter, die einen Josephson-Kontakt bilden, um Ladungen durch Quantentunneln zu transportieren; und Qubits, die die Verhaltenskontrolle und Informationsweitergabe erleichtern.
Qubits können eine wichtige Funktion namens Überlagerung ausführen, die es ihnen ermöglicht, die Quanteninformationen, die sie enthalten, in einen Überlagerungszustand oder eine Kombination aller möglichen Konfigurationen der Qubits zu versetzen. Dieses Phänomen ermöglicht die Schaffung multidimensionaler Rechenräume und erleichtert die Lösung komplexer Probleme.
Eine andere Sache, die man verstehen muss, wenn man über Quantencomputing spricht, ist das Konzept der Verschränkung – ein quantenmechanischer Effekt. Verschränkung bezieht sich auf Korrelationen zwischen dem Verhalten zweier getrennter Dinge. Im Zusammenhang mit der Quantenverschränkung verursachen Qubits, wenn sie verschränkt werden, Änderungen an anderen Qubits, wodurch das System schneller als herkömmliche Computer Lösungen finden kann.
Entgegen der weit verbreiteten, aber falschen Annahme, dass Quantencomputer komplexe Probleme lösen können, indem sie jede mögliche Konfiguration eines Problems parallel ausprobieren, nutzen Quantencomputer die Qubit-Verschränkung, um Wahrscheinlichkeiten zu untersuchen. Dann führen sie einen Algorithmus aus, um die Chancen zu erhöhen, die bestmögliche Antwort zu erhalten.