Antworten:
Kurz gesagt: Prozessoren werden derzeit mit Elektronen betrieben und sind daher durch die Lichtgeschwindigkeit und verschiedene andere Nuancen begrenzt.
Quantenprozessoren nutzen die Eigenschaften subatomarer Teilchen (z. B. Quantenverschränkung oder Einsteins "Spooky Action at a Distance"), um einige dieser Grenzen zu überwinden und eine potenziell exponentielle Leistungssteigerung zu erzielen.
Kurz gesagt: Sie sind viel, viel schneller.
Lesen Sie zuerst Einführung in die Quantenmechanik und dann Quantenmechanik . Danach lesen Sie Quantum Computing , QIS und Quantum Processing Unit .
Josh K hat einige gute Ressourcen verlinkt, deren Lektüre für Sie keine schlechte Idee wäre. Ich glaube, dass die meisten Informationen von Wikipedia zu diesen Themen ziemlich genau sind. Für den Fall, dass Sie anhand der Link-Titel nichts erkennen können, ist Quantencomputing nicht gerade ein triviales Thema. Sie müssen mit Hintergrundmaterial (dh Quantenphysik) vertraut sein, um einen Sinn daraus zu ziehen.
Versuchen Sie Folgendes, um eine etwas weniger technische Erklärung zu erhalten (die von jemandem stammt, der sich eingehend mit Quantencomputern befasst hat): In der Quantenmechanik werden die Eigenschaften von Partikeln durch "Quantenzustände" beschrieben, die aus einer Kombination von "Basiszuständen" bestehen. Zum Beispiel haben Elektronen einen Spin (Drehimpuls), so dass sie wie kleine Magnete wirken. Setzen Sie sie in ein Magnetfeld und sie zeigen entweder nach oben oder unten (gut, entweder parallel oder antiparallel zum Feld). Bei normalen Computern (vereinfachtes Modell) können Sie zwischen 1 und 0 wählen und Berechnungen durchführen, indem Sie die Magnetfelder anpassen, um die Elektronen nach Belieben nach oben oder unten zu drehen.
In der Quantenmechanik sind Elektronen jedoch nicht darauf beschränkt, nur nach oben oder nur nach unten zu zeigen. Sie können tatsächlich eine Kombination ( Überlagerung ) dieser beiden Zustände haben, wie halb hoch und halb runter gleichzeitig . Das könnte ein Bit darstellen, das sowohl als 1 als auch als 0 fungiert. Es wird als Qubit bezeichnet . Wenn Sie mehrere Qubits (Elektronen) zusammenfügen, können Sie kompliziertere Überlagerungen erhalten, wie z. B. 11/10/00 oder 110/101/011/001/000 oder was auch immer, und wenn Sie diese in der richtigen Art von Computer verwenden, ist es so Ausführen eines Algorithmus mit 3 oder 5 oder jedoch vielen Eingaben gleichzeitig. Jeder Algorithmus, bei dem Sie dieselbe Operation für viele verschiedene Bitsätze ausführen müssen, kann durch Quantencomputer enorm beschleunigt werden. In der Praxis stellt sich heraus, dass einige Exponentialzeitalgorithmen zu Polynomzeitalgorithmen werden, wenn Sie sie auf einem Quantencomputer ausführen.