Kuantum algoritması, klasik matematiksel veya olasılıksal hesaplamalara dayanmayan problemleri analiz etmek için bir bilgisayar talimatı setidir, fakat bunun yerine, tek bir bitin hem biri gibi hem de iki karşıt değeri temsil ettiği, kuantum realitesinin eşsiz doğasını kullanır. ikili mantıkta sıfır. En kesin anlamıyla, bir kuantum algoritması, 2011 yılı için üretilmiş herhangi bir biçimde bulunmayan bir kuantum bilgisayarı gerektirir. Bununla birlikte, teorik bilgisayar bilimi, en azından, 2011 yılı itibariyle gerçek kuantum algoritması hesaplamalarına benzer analogları yaratmıştır. Deutsch, Shor ve Grover algoritmaları olarak.
Deutsch kuantum algoritması 1985'te icat edildi ve İngiltere'deki Oxford Üniversitesi'nde çalışan İsrailli İngiliz fizikçi David Deutsch'nin ismini aldı. Deutsch'in algoritması, kuantum hesaplamadaki çoğu bilgisayar talimat setinde olduğu gibi, işleme problemlerine bir tür kısayol gibi davranabilme yetenekleri ve dolayısıyla mikroçip düzeyinde problem çözme yetenekleri için değerlidir. Standart olasılıklı hesaplamada, sorunlara yönelik çözümlere yönelik tüm olası durumlara bir dağıtım değeri verilmelidir ve bunların hepsinde, hangi cevabın veya değerin doğru olma olasılığının en yüksek olduğunu belirlemek için hesaplamalar yapılır. Deutsch algoritmasını kullanarak kuantum hesaplamada, her olası çözüm durumu, belirli bir çözüm türüne veya durum dönüşümüne doğru ilerleyen bir birim vektör olarak bilinen şeye birleştirilir. Bu, matematiğe uygulanan kuantum süperpozisyonu olarak bilinen ve problemlere yönelik çözümlerin tüm olası durumlarda aynı anda bulunması beklenen, temelde uzun olasılıklı mantık işleme ihtiyacını ortadan kaldıran bir ilkeye dayanır.
Shor ve Grover kuantum algoritmaları benzer şekilde davranır, ancak belirli bilgisayar işleme türleri için tasarlanmıştır. Shor algoritması matematiksel faktoring için ve Grover algoritması, bilgisayarlı listelerde veya tanımlanabilir bir yapıya sahip olmayan veritabanlarında anlamlı veri aramak için kullanılır. Her iki algoritma da, standart işlem türlerini yapan klasik bilgisayar sistemlerinde çalıştırılsa da, tasarımlarının aynı tür görevler için klasik olasılık tabanlı algoritmalardan çok daha üstün olduğu gösterilmiştir. Shor algoritması üssel olarak daha hızlıdır ve Grover'ın karesel olarak daha hızlı veya standart hesaplama metodolojisinden daha hızlı bir kare değeri vardır. Shor kuantum algoritması, onu 1994 yılında geliştiren Amerikalı bir matematik profesörü olan Peter Shor'dan ve 1996'da geliştiren Hintli-Amerikalı bir bilgisayar bilimcisi olan Lov Grover'dan sonra Grover kuantum algoritması olarak adlandırılmıştır.
Kuantum hesaplamanın benzersiz yönlerinden biri, hesaplamaların keyfi olarak ayrılabilen ayrık değerlere dayanmaması, bunun yerine kuantum dolaşma durumlarında bulunmasıdır. Bir hesaplamadaki standart değerlerin, hepsinin katlanarak genlik veya değer aralıkları olarak üssel olarak manipüle edildikleri bir üst üste binme durumuna girdiği ve her bit veya bilgi bitiminin birbiriyle dolaştığı söylenir. Bu, her veri noktasını birbirine bağımlı hale getirir ve geleneksel hesaplamada olduğu gibi ayrı bir değer değildir; bu, kuantum algoritmalarının verileri işlemede geleneksel algoritmalardan çok daha hızlı olabileceğinin temelidir.
