Kuantum turing makinesi. Kısaca evrensel bir hesap makinesi. Tüm kuantum bilgisayarları veya aygıtları kapsayan, tanrı bir bilgisayar diyebiliriz. Turing makineleri, Newton fiziği ile işliyor; bunlar ise kuantum fiziğiyle. Aradaki temel farksa şu: masada iki yumurta olsun; klasik Newton fiziği, size bunlardan birini alabilme şansını tanırken, kuantum fiziği, ikisini birden alabilmeniz şansını size tanıyor. Qubitlerde bunu görüyoruz. bilim insanları daha önce, eğer bu gibi sistemleri kullanabilirlerse, her bir bilginin kuantum bitinin (qubit), eş zamanlı olarak 0 veya 1 olabileceğini fark ettiler. Bizler daha fazla bit ekledikçe, bu süperpozisyon durumu, bizlere, gücü katlanarak artan kuantum bilgisayarlar sunacak. Yani bu, tek bir qubitin durumunu değiştirdiğinizde, o sistemde dolanmış olduğu diğer tüm qubitleri etkileyeceği anlamına geliyor. Kuantum bilgisayarlarının gücü de tamamen bundan kaynaklanıyor. Şu anda bu kelimeleri okumanıza yardımcı olan bilgisayarlar, aslında birer turing makinesi.
Burada dolaşıklık, kuantum bilgisayarlarında, bir ampulde elektriğin oynadığı rolü oynar ve bir kuantum bilgisayar oluşturmak için anlamamız gereken, temel bir fenomen olarak kendisini gösterir.
Esasında kuantum bilgisayarları diğerlerinden ayıran özellik, parçacıkların durumlarının aynı anda değişmesidir. Elektrik, tipik bir kablo içerisinde, ışık hızının %66'sı kadar bir hızla; muhafazasız bir bakır iletkende ise ışık hızının %95'i ila %97'si kadar bir hızla ilerler. Ancak qubitler söz konusu olduğunda, bu süre kısalmıyor, tamamen bitiyor. Bir parçacığı etkilediğinizde, anında diğer parçacıklar da bu durumdan etkileniyor.
1930lu yıllarda, dünyanın sayılı beyinlerinden olan Alan Turing tarafından geliştirilen Turing makinesi, düşünsel olarak küçük karelere bölünmüş sınırsız uzunlukta bir banttan oluşur. Her küçük karecik binary sistemdeki 1 veya 0 bilgisini tutabilir, veya boş bırakılmış olabilir. Bir okuma-yazma aygıtı bu sembolleri ve boşlukları okuyarak özel bir işi gerçekleştirmek için makineye komutlar verir. Kuantum bilgisayarında farklı olan tek şey, bu okuma yazma kafasının kuantum durum uzayında bulunmasıdır. Bu da demektir ki banda yazılan semboller (1, 0) veya "0" ve "1"in süperpozisyon bilgisini tutar. Böylece Turing makinası aynı anda ancak bir işlem gerçekleştirebiliyorken, kuantum turing makinesi, birçok işlemi "aynı anda" ve evrensel olarak yapabilir.
