Breve introdução à computação quântica/Apêndice: O computador universal quântico

O computador quântico é primeiramente uma máquina que é uma construção teórica, cujo propósito é permitir o processamento de informação quântica ser analisado formalmente. Em particular, ele estabelece o Princípio de Church-Turing introduzido na seção 2. Eis uma "receita" para um computador quântico, baseada naquela de Deutsch: Um computador quântico é um conjunto de n qubits sobre os quais as seguintes operações são experimentalmente possíveis:

1. Cada qubit pode ser preparado em algum estado $|0\rangle$.
2. Cada qubit pode ser medido na base $\{|0\rangle ,|1\rangle \}$.
3. Uma porta quântica universal (ou conjunto de portas) pode ser aplicada para qualquer subconjunto de tamanho fixo dos qubits.
4. Os qubits não evoluem a não ser via as transformações supracitadas.

Esta "receita" circunda as ideias principais. O modelo físico de computação para se projetar tal computador é o modelo em malha (network model), em que portas lógicas quânticas (ver seção 3.4) são aplicadas sequencialmente em um conjunto de qubits. Em um computador clássico eletrônico, portas lógicas estão espalhadas espacialmente em uma placa de circuitos, mas no computador quântico, tipicamente imaginam-se as portas lógicas como interações ligadas e desligadas no tempo (como já foi explicado), com os qubits em posições fixas .