Våra datorer, även de snabbaste, verkar oförmögna att motstå behoven av den enorma mängd data som produceras i vårt teknologiska samhälle. Det är därför forskare arbetar på datorer med hjälp av kvantfysik, eller kvantdatorer, som lovar att vara snabbare och kraftfullare än konventionella datorer.

Vad är en kvantdator? En vanlig dator arbetar med bitar med ett enda binärt värde, antingen noll eller ett. Däremot en kvantbit, eller qubit, kan lagra en nolla, en etta, både noll och ett, eller ett oändligt antal värden däremellan. Det ökar kapaciteten för beräkningar enormt.

Vi är fortfarande i början av denna nya era av datoranvändning, och det finns många sätt att använda denna nya teknik som ännu inte har upptäckts. Till exempel, faktorisering av mycket stora primtal, en uppgift som är nära relaterad till kryptering och lösenordssäkerhet, kan vara en av många möjliga användningsområden för kvantdatorer.

Enligt professor Sabrina Maniscalco, som leder Turku Quantum Technology-gruppen i Finland, "Den mest kända kvantalgoritmen är Shors algoritm. Denna algoritm, om den körs på en kvantdator, faktoriserar heltal till primtal snabbare än någon känd klassisk algoritm. Detta är anmärkningsvärt, eftersom den långsamma primtalsfaktoriseringen är grunden för för närvarande använda metoder för att dechiffrera meddelanden."

Men det finns många andra möjliga användningsområden för denna nya teknik. Enligt en ny studie rapporterad i den peer-reviewed tidskriften Vetenskapens framsteg , "Tillgängligheten av en universell kvantdator kan ha en fundamental inverkan på ett stort antal forskningsfält och på samhället som helhet. En allt större vetenskaplig och industriell gemenskap arbetar för att förverkliga en sådan anordning." Datorjättarna Google och Microsoft investerar mycket pengar i detta forskningsfält.

Genom att använda kvantfysik i datorer, forskare kan också simulera kemiska reaktioner för att underlätta läkemedelsdesign och förbättra maskininlärning.

Forskare föreställer sig till och med möjligheten av faktiska kvantbitar som överförs mellan individuella kvantberäkningsmoduler med anslutningar skapade av elektriska fält. Målet skulle vara att få en storskalig, modulär maskin med en imponerande beräkningskapacitet.

Professor Sabrina Maniscalco gick med i QuProCS projektet, under Europeiska unionens program Future Emerging Technologies (FET). Projektet utvecklar ett radikalt nytt tillvägagångssätt för att undersöka komplexa kvantsystem för kvantsimuleringar.

"En kvantdator skulle huvudsakligen användas för samma uppgifter som vi för närvarande använder datorer till. Det skulle bara vara mycket snabbare. Av den anledningen, vi skulle kunna lösa beräkningsproblem som vi inte kan med någon traditionell dator, " säger Maniscalco. "Men en kvantdator i full storlek är fortfarande under utveckling. Det kan bli verklighet tidigare än vi vågat förvänta oss."

Till sist, genom kvantberäkning, forskare drömmer om att undersöka svar på ultimata frågor som livets födelse eller universums ursprung.