الحاسوب الكمومي أو الحاسوب الكمي (Quantum computer) هو تقنية ناشئة تعِد بإحداث ثورة في الطريقة التي تعالج بها العمليات الحوسبية. على عكس أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية، التي تستخدم نظام العد الثنائي (بالإنجليزية : Binary Numeral System) (0 و 1) لتخزين المعلومات ومعالجتها، تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمومية البِت الكمومي (بالإنجليزية qubit أو qbit)، والتي يمكن أن توجد في وقت واحد في عدة حالات، وبالتالي تسمح بإجراء عمليات حسابية ضخمة. هذا يفتح إمكانيات لا تصدق في مجالات مثل التشفير والمحاكاة الجزيئية وحل الأداءات المعقدة.
ومع ذلك، فإن بناء جهاز كمبيوتر كمومي وظيفي واسع النطاق لا يزال يمثل تحديًا كبيرًا. تعتبر الكيوبتات حساسة للغاية للمؤثرات البيئية، مثل تقلبات درجة الحرارة والاهتزازات، والتي يمكن أن تسبب أخطاء في العمليات الحسابية. لذلك يجب حماية الكيوبتات بشكل فعال للغاية والحفاظ عليها في درجات حرارة منخفضة للغاية (قريبة من الصفر المطلق) لتقليل هذه الاضطرابات.
علاوة على ذلك، يعد تصنيع الكيوبتات على نطاق واسع أمرًا بالغ الصعوبة، حيث يجب تصميم الكيوبتات بدقة متناهية لضمان موثوقيتها واستقرارها. يحتاج صانعو الكمبيوتر الكمومي أيضًا إلى إيجاد طرق لربط أعداد كبيرة من الكيوبتات بشكل موثوق لتكوين كمبيوتر كمومي فعّال.
التحدي الرئيسي الآخر هو تصحيح الخطأ الكمومي. الأخطاء أمر لا مفر منه في النظم الكمومية بسبب المؤثرات البيئية وانعدام الدقة في العمليات الكمومية. للتغلب على هذه المشكلة، يحتاج الباحثون إلى تطوير تقنيات تصحيح الأخطاء الكمومية، والتي تتضمن استخدام كيوبتات إضافية لاكتشاف الأخطاء وتصحيحها.
أخيرًا، تعد برمجة أجهزة الكمبيوتر الكمومية تحديًا مهمًا أيضًا. لا تعمل الخوارزميات ولغات البرمجة المصممة لأجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية على أجهزة الكمبيوتر الكمومية. لذلك يجب على المبرمجين التفكير بشكل مختلف وأن يطوروا خوارزميات جديدة للاستفادة الكاملة من قوة الحوسبة الكمومية.
وعلى الرغم من كل هذه التحديات، يواصل الباحثون العمل على تطوير الحوسبة الكمومية، لأنها تقدم فوائد هائلة للتطبيقات التي تتطلب موارد كبيرة في العمليات الحسابية. لاقت التطورات الحديثة في تصنيع الكيوبت وتقنيات تصحيح الخطأ الكمومي ولغات البرمجة للحوسبة الكمومية اهتمامًا كبيرًا وتمويلًا من الشركات والحكومات. ومع المزيد من التطورات، يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية أن تفتح إمكانيات مذهلة للبحث العلمي، والنمذجة والمحاكاة، والتشفير، والتمويل، والعديد من المجالات الأخرى.