Modelos
Computadora cuántica de Benioff.
La computadora cuántica de Benioff es una idea de que la cinta de la máquina de Turing podría ser reemplazada por una secuencia de sistemas cuánticos simples de dos-estados creada por Paul Benioff. Esto proporcionó una manera primitiva de codificar una secuencia de dígitos binarios.
De manera similar, el cabezal de la máquina de Turing fue reemplazado por una interacción cuántica mecánica que podía leer o resetear el valor del estado del espín. Las reglas fueron reemplazadas por una ecuación de Schrödinger diseñada de forma que una configuración inicial de espines evolucionara a un conjunto final de espines que se pudieran descodificar en bits resultado del cálculo en cuestión.
Computadora cuántica de Feynman.
El modelo de la máquina de Turing es una manera de describir una computadora abstracta. Otro es cómo construir un circuito a partir de puertas lógicas primitivas. Ambas aproximaciones son equivalentes.
El modelo de Richard Feynman es una versión cuántica de un circuito lógico-combinacional. Se describe la computación a realizar a nivel de circuito, construyéndolo con puertas cuánticas reversibles.
Computadora cuántica de Deutsch.
La primera máquina de Turing cuántica verdadera fue descubierta por David Deutsch. Su modelo se diferencia del de la Benioff en que mantiene el registro de memoria cuántico (la cinta) en superposición de estados computacionales.
El operador U de evolución temporal tiene que ser local, envolviendo sólo interacciones entre qubits adyacentes, e independiente del tiempo. Esto asegura que, en cada paso computacional, sólo interactúan qubits adyacentes y la computación tiene un tiempo de finalización bien definido. Para lograrlo es necesario un hamiltoniano dependiente del tiempo.