Quantencomputer sind in der Lage, dank der Quantenverschränkung (Quantum Entanglement) und Supersposition von Photonen, große Mengen an Daten in kurzer Zeit zu verarbeiten.

Grundlagen von Quantencomputern 
Ein 250 QuBit Quantencomputer in Superposition kann mehr Daten in einem Prozeß verarbeiten als das bekannte Universum Teilchen hat. Mit Hilfe spezieller Algorithmen, wie z.B. dem Shor-Algorithmus, können  Quantencomputer in hinreichend kurzer, polynominaler Zeit, auch Bounded Error Quantum Polynomal Time genannt, alle nicht-trivialen Teiler von Primzahlen bestimmen. 

Die BQP gibt für Quantencomputer an, ob eine Aufgabe in polynominaler Zeit mit einer Fehlerwahrscheinlichkeit von unter 1/2 lösbar ist.

Dekohärenz und Quantenlogik-Schaltungen 
Ein Quantencomputer ist in Kohärenz, wenn 2 QuBits sich in Superposition befinden. Die Superposition kann als Linearkombination von Basiszuständen interpretiert werden. Ein QuBit wird als Vektor dargestellt und ein orthonormales  Basissystem zu Grunde gelegt. Der sich daraus ergebende Vektorraum wird Hilbertraum genannt. Bei einem QuBit wird als Zustandsvektor ein Einheitsvektor verwendet. Bei n QuBits ergeben sich 2^n Basisvektoren.  Das Quantensystem kann also in der Superposition theoretisch 2^N Zustände annehmen. Dadurch können auch so viele Zustände der klassischen Datenverarbeitung in einem Prozess gleichzeitig verarbeitet werden. 

Um ein solches Modell abzubilden wird eine Schrödinger-Gleichung mit einem zeitvariablen Anteil verwendet. In dieser kommt der Hamilton Operator für n Basisvektoren zum Einsatz und wird durch eine n x n Matrix beschrieben.  Dabei wird ein Quantenprozeß beschrieben, der einen Ausgangszustand des Vektors in einen Endzustand zeitabhängig überführt. Der so erreichte Endzustand dient dann wieder als Ausgangszustand für den nächsten QM-Prozeß. 

In diesen Prozessen kann man quantenlogische Schaltungen definieren. Zu jedem Prozeß existiert auch eine inverse Matrix, da Quantenprozesse reversibel sind. Dies erschwert die Delete und Write Vorgänge von Daten, wie man sie aus der konventionellen  Datenverarbeitung kennt. Es gibt jedoch elementare reversible quantenlogische Operationen: NOT, Controlled-NOT, Hadamard und Phasenverschiebung. 

Durch den NOT-Operator wird die Wahrscheinlichkeitsamplitude der Zustände eines gesetzten oder gelöschten QuBits vertauscht. Controlled-NOT (CNOT) führt dieselbe Operation für das zweite QuBit aus, falls das erste gesetzt ist.  Der Hadamard-Operator (Hadamard Gatter) erstellt den Zustand der Superposition oder hebt ihn auf und die Phasenverschiebung ist für die Änderung der Phase, also dem Verhältnis von Realanteil und Imaginäranteil der Amplitude der Wellenfunktion zuständig.  Kombiniert man Hadamard und Controlled-NOT, so erhält man 2 QuBits die aneinander gekoppelt, also verschränkt sind.

Ternäre Quantenlogik 
Durch Quantencomputer wird eine ternäre Logik abgebildet. Schrödingers Katze ist tot und lebendig gleichzeitig. Sie ist in jedem gegebenen Moment an 2 Orten gleichzeitig im Universum, an einem lebendig, an einem anderen tot. 

Die ternäre Logik ergibt sich dann aus der chiralen Signatur des Universums +1 / 0 / -1 und ihrer Subdomäne -1 / 0 / +1. Die Null entspricht hier der Identität einer Quantendaten-Redundanz. Denn das Universum ist jederzeit parallel zu  sich selber. Es verfügt über rekursive Symmetrien und dynamische Asymmetrien.

Es sollte beachtet werden, das Quantensysteme die Bell'schen Ungleichungen verletzen, und damit nicht-lokal und nicht real sind: es wird nicht wirklich gemessen,  sondern durch die Messung ein Zustand erst hergestellt. Sie folgen der Mehrwelteninterpretation (MWI) und der Kopenhagen-Deutung der Quantenphysik. Die Quantendaten sind redundant im Universum enthalten. 

Die Photonen Funktion wird definiert als ein Paar pro QuBit im Quark Zustand, was es erlaubt, einen Hall-induzierten Mikrokosmos zu bekommen, ein fester Zustand in Bezug zu einem der drei Felder, die anderen beiden sind im Quanten-Fluss.  Eine dazu passende Analogie wäre eine Wippe, mit dem dritten Zustand im Drehpunkt, nur mit dem Unterschied, daß beide Seiten der Wippe auf und ab gehen, als Reflektion des jeweils anderen Zustandes. 

Die Lesefunktion kommt dann vom dritten Zustand. Die gepaarten Zustände enhalten dann die Komplexität der Daten in diskreter Form. 



Strategien gegen Dekohärenz in Quantensystemen 
Das Quantencomputersystem kann jedoch durch äußere Einflüsse in Dekohärenz gebracht werden, z.B. durch elektromagnetische Wellen oder andere Teilchen. Um dem entgegenzuwirken gibt es verschiedene Ansätze.  Die Quanten-Fourier-Transformation mit einer Quanten-Fehlerkorrektur-Routine. Erfolg versprechend ist es, den Zustand der Kohärenz zu verlängern um Quantenlebenszeiten von 200 Mikrosekunden (200 µs) zu erzielen.  Dazu wurden bereits verschiedene Vorgehensweisen vorgeschlagen, beispielsweise Geräuschentkopplung, um die Hamiltonischen Operatoren näher an ihren Idealzustand zu bringen:  durch das Einbetten eines Transmon QuBits in einen supraleitenden Wellenleiterhohlraum. Eine 3 cQED Schaltung (dubbed 3 dimensionale  QED Schaltung) verlängert die QuBit Quantenlebenszeit auf bis zu 60 µs.

Es ergibt sich die Frage, ob eine längere Phase der Dekohärenz tolerabel ist durch den Einsatz der QEC (Quantum Error Correction). Die Verletzung  der Bell'schen Ungleichungen wurde auch durch supraleitende Quanten-Schaltungen gezeigt, welche für die Quantendatenverarbeitung geeignet sind. Heute werden Small Angle-evaporated Josephson Junctions eingesetzt. 

Die Dekohärenz-Phasen können weiter verringert werden, indem man Vorkehrungen  gegen QuBit Dephasing trifft, welches durch Fluktuationen der Cavity-Photonen-Anzahl während der QuBit- Operationen auftritt. Ein weiterer Ansatz um die Dekohärenz zu bekämpfen ist das Weak-Measurement.