क्वांटम एल्गोरिथ्म क्वांटम कंप्यूटर द्वारा की जाने वाली एक चरण-दर-चरण प्रक्रिया है। यद्यपि कोई भी एल्गोरिथ्म क्वांटम कंप्यूटर पर चल सकता है, क्वांटम एल्गोरिथ्म क्वांटम उलझाव और क्वांटम सुपरपोजिशन जैसी क्वैबिट की विशिष्ट विशेषताओं से लाभान्वित होता है।

क्वांटम एल्गोरिथ्म का एक उदाहरण शोर का एल्गोरिथ्म है, जिसका उपयोग किसी पूर्णांक के प्रमुख कारकों को खोजने के लिए किया जा सकता है। एक शास्त्रीय कंप्यूटर पर, यह गुणन प्रक्रिया एनपी (nondeterministic बहुपद) समय में चलती है, जिसका अर्थ है कि यह समस्या जितनी कठिन हो जाती है, उतना ही अधिक समय लगता है। हालाँकि, एक क्वांटम कंप्यूटर पर यह बहुपद समय में समस्या को बड़े पैमाने पर करने के बजाय रैखिक रूप से प्रदर्शन किया जाता है, इसलिए बहुत बड़ी संख्या में फैक्टरिंग करना संभव नहीं है। अधिकांश आधुनिक क्रिप्टोग्राफिक सिफर इस धारणा पर आधारित हैं कि बड़े बहुपद को फैलना एक एनपी समय की समस्या है। इस प्रकार, बहुत बड़ी संख्या को समय की उचित मात्रा और संसाधनों की उचित संख्या नहीं दी जाती है। हालांकि, शोर के एल्गोरिथ्म, एक क्वांटम कंप्यूटर पर प्रदर्शन किया गया, सैद्धांतिक रूप से ऐसे किसी भी एन्क्रिप्शन को तोड़ सकता है क्योंकि बड़ी संख्या में बहुपद समय में फैक्टर किया जा सकता है।

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