کامپیوتر های کوانتومی امروزی واحد های پردازش محدودی را دارا میباشند که با آنها کیوبیت (QBit)میگویند.
Severin Daiss  و Stefan Langenfeld وهمکارانشون از آزمایشگاه مکس پلانک(Max-Planck-Institu) توانستند دو کیوبیت را که در دو آزمایشگاه جداگانه ای قرارداشتند به یک کامپیوتر کوانتومی با یک فیبر نوری 60 متری لینک کنند و دراین آزمایش یک گیت منطقی کوانتومی را به وجود آوردند د که این گیت زیربنای یک کامپیوتر کوانتومی هست و این سیستم را به اولین نمونه ی جهانی کامپیوتر کوانتومی پراکنده تبدیل میکند.

محدودیت های ساختاری کیوبیت های قبلی 

کامپیوتر های کوانتومی ساختار کاملا متفاوتی با کامپیوتر های دودویی امروزی دارند.به تحقق پیوستن این کامپیوتر ها در آینده باعث پیشرفت شگرفی درمحاسبات مسائلی میشوند که محاسبه کردن آن ها با ابر کامپیوتر های دودویی امروزی ماه  ها یا شاید سال ها به طول میانجامد به عنوان مثال در رمز گشایی و رمز نگاری داده ها که امروزه امن هستند ولی با وارد بازار شدن کامپیوتر های کوانتومی دیگر امنیتی ندارند چون این کامپیوتر ها با سرعت بسیار بالایی که دارند میتوانند به سرعت داده های رمز نگاری شده با شیوه ی رمزنگاری کنونی را رمزگشایی کنند که مسلما برای حفظ امنیت داده های شخصی در آینده بایستی شیوه های رمز نگاری نیز به تبع با رشد قدرت پردازش پیشرفت کنند.

علمکرد کامپیوتر های کوانتومی وابسته به حافظه های با حجم زیاد و چرخه های محاسباتی است ولی کامپیوتر های کوانتومی با واحد های پردازش به نام کوانتوم بیت یا به اصطلاح کیوبیت محاسبات خود را انجام میدهند که این کیوبیت ها میتوانند با توجه به خواص کوانتومی ذرات با هم برهمنهی داشته و در یک لحظه هر مقداری را داشته باشند.به عنوان مثال اگر کیوبیت ها را با بیت ها مقایسه کنیم میتوانیم به صورت یه کره در نظر بگیریم که شمالی ترین قسمت آن یک و جنوبی ترین قسمت آن صفر باشد که بیت ها صرفا میتوانند همین دو مقدار را داشته باشند یعنی یا در قطب جنوب یا در قطب شمال باشند ولی کیوبیت ها هر جایی از این کره میتوانند باشند

به همین علت هست که کامپیوتر های کوانتومی در یک لحظه یه پردازش را انجام نمیدهند و در یک لحظه میتوانند پردازش های موازی را انجام دهند.و به تبع هر چه تعداد این واحد های پردازش یعنی کیوبیت در یک کامپیوتر کوانتومی بیشتر باشد آن کامپیوتر میتواند محاسبات بیشتری در یک لحظه و در نتیجه قدرت بیشتری از خود نشان دهد.

عملیات های پایه ای محاسباتی کامپیوتر های کوانتومی گیت های کوانتومی بین دو کیوبیت هستند که همچنین وابسته به حالت اولیه کیوبیت ها دارند.

برای آنکه یک کامپیوتر کوانتومی نسبت به یک کامپیوتر دودویی عملکرد بهتری داشته باشد باید بتواند ده ها و حتی هزاران کیوبیت را برای هزارن عملیات کوانتومی به هم پیوند دهند ولی با اینکه موفقیت های چشمگیری در زمینه ی توسعه ی قدرت کامپیوتر های کوانتومی صورت گرفته هنوزآزمایشگاه ها  نتوانستد همچین کامیپوتر کوانتومی بزرگ و قابل اعتمادی را مورد آزمایش قرار دهند و تولید کنند چرا که با اضافه کردن هر کیوبیت برای افزایش توان پردازشی کامپیوتر روند کنترل و ساخت آن به صورت یکپاچه تقریبا دو برابر سخت تر میشود.

مثلا این کیوبیت ها باید با اتم ها تکی یا عناصر ابررسانا و ذرات  نوری مورد پردازش قرار بگیرند در صورتی که تمام این ذرات و بخش ها بایستی نسبت به هم ایزوله و عایق باشند و همچنین با محیط بیرون هم هیچ ارتباطی از لحاظ نوری و گرمایی و هر نوع انرژی نداشته باشند و به صورت کامل ایزوله باشند که مسلما هر چه تعداد کیوبیت ها بیشتر شود این فرآیند ایزوله کردن بسیار سخت تر و پیچیده تر میشود.

ترکیب خط داده و واحد پردازش 

یکی از راه های غلبه بر این مشکلات ذکر شده در بالا برای کامپیوتر های کوانتومی توسط  Severin Daiss  و Stefan Langenfeld وهمکارانشون از آزمایشگاه مکس پلانک(Max-Planck-Institu) ارائه شده که نتیجه ی این مطالعات در ژورنال Science نیز چاپ شده است.

این تیم موفق شده است که یک کامپیوتر کوانتومی پایه را با متصل کردن دو کیوبیت که در فاصله ی تقریبی 60 متری با هم قرار داشتند توسط یک فیبر نوری بسازند.Severin Daiss همچنین تاکید میکند که”ما توانستیم در این فاصله یک عملیات محاسباتی کوانتومی بین دو کیوبیت مستفل در آزمایشگاه های متخلف برقرار بکنیم”.که این قابلیت باعث میشود در آینده بتوان کامپیوتر های کوانتومی کوچک تر را به یکدیگر متصل کرد و یک واحد پردازش قوی تر و واحد به وجود آورد.

البته متصل کردن کیوبیت های که با یکدیگر فاصله داشتن در گذشته انجام شده ولی در این آزمایش این اتصل علاوه بر قابلیت های اتصال های گذشته برای محاسبات کوانتومی نیز  میتواند مورد استفاده قرار بگیرد.

Gerhard Rempe که رهبری این گروه پژوهشی را به عهده دارد بر این باور است که” نتیجه ی این آزمایش میتواند باعث پیشرفت های بیشتری در تکنولوژی محاسبات کوانتومی  توزیع شده شود “که به عنوان مثال میتوان یک کامپیوتر توزیع شده را با ماژول های بسیار زیادی با چند کیوبیت طراحی کرد که با روش کنونی به هم متصل میشوند.