Rozwój ciągu ostatnich 20-tu lat technik informatycznych w zakresie miniaturyzacji i oprogramowania, wywołał rewolucyjne zmiany, obejmujące obecnie niemal wszystkie dziedziny życia społecznego i gospodarczego. W badaniach naukowych sukces informatyki pozwala na przełamywanie barier złożoności i decyduje o niebywałym postępie. Szybkie przetwarzanie ogromnych ilości informacji staje się obecnie priorytetowym zagadnieniem warunkującym dalszy rozwój niemal każdej dziedziny życia. Równocześnie nastąpił w ostatnich latach gwałtowny rozwój technologii i badań podstawowych w obszarze mikroświata, gdzie prawa fizyki kwantowej wyznaczają zupełnie nowe i nie w pełni jeszcze rozpoznane perspektywy. Nanotechnoligia i spintronika to przykładowe szeroko znane hasła, za którymi kryją się nadzieje na przełomowe techniczne rozwiązania w najrozmaitszych dziedzinach o ogromnym praktycznym znaczeniu. Już obecnie wiele nowych konstrukcji np. w motoryzacji, elektronice, medycynie wykorzystuje z sukcesem nanotechnologiczne rozwiązania o nieosiągalnych poprzednio możliwościach.

Na skutek znaczącego postępu badań w dziedzinie podstaw mechaniki kwantowej, pojawiła się też możliwość przetwarzania, zapisu i przesyłania informacji na poziomie czysto kwantowym, tj takim gdzie wszystkie aspekty zjawisk informatycznych podlegają prawom mechaniki kwantowej. Badaniom teoretycznym w tej dziedzinie towarzyszą coraz aktywniejsze prace doświadczalne, rezultaty których wskazują na zbliżający się kolejny rozdział w rozwoju technik informatycznych, a być może i nową rewolucję informatyczną. Od połowy lat dziewięćdziesiątych obserwuje się gwałtowne przyspieszenie badań w nowej interdyscyplinarnej dziedzinie nazywanej ogólnie informatyką kwantową. Obejmuje ona wielokierunkowe badania podstawowe w zakresie teorii informacji, oraz jej przesyłania i przetwarzania w nowy, nieosiągalny klasycznie sposób .

Informatyka kwantowa, a zwłaszcza ogromne przyspieszenie algorytmów kwantowych stwarza możliwości przełamania poważnych trudności klasycznej informatyki, m.in. pozwala na złamanie wszystkich obecnie stosowanych kodów kryptograficznych, w czasie pozwalającym na przejęcie kontroli nad systemami informatycznymi w strategicznym znaczeniu. Tylko kryptografia kwantowa byłaby z kolei odporna na taki atak.

Inne niecodzienne możliwości kwantowej informatyki to tzw. teleportacja kwantowa . zjawisko fizyczne, które być może zmieni całą technologię przyszłości Ogromne potencjalne znaczenie informatyki i inżynierii kwantowej jest powszechnie dostrzegane obecnie zwłaszcza w krajach o najwyższym poziomie rozwoju technicznego . w Unii Europejskiej, USA, Rosji, Japonii (także w innych wysoko rozwiniętych krajach). Dobrze oddaje to amerykański raport ARDA (Advanced Research & Development Activity), w którym zaprezentowane są grupy uczestniczące obecnie w badaniach (w tym polskie, ujęte w projektach EU), z podziałem na konkretne kierunki prawdopodobnych realizacji technologicznych komputera kwantowego i określeniem podziału zadań na etapy do roku 2012. Obecny stan określany jest jako średnio zaawansowany z punktu widzenia realistycznych celów w dziesięcioletniej perspektywie. Wydaje się, ze USA, które w tym względzie zostały zdominowane w poprzednich kilku latach przez Europę, obecnie starają się w usystematyzowany sposób szybko nadrobić straty i przejąć inicjatywę . we wstępie do dokumentu ARDA podkreśla się m.in. że .nowe koncepcje budowy kwantowego komputera (QC), algorytmów, postępy po stronie teoretycznego zrozumienia fizycznych uwarunkowań QC pojawiają się w literaturze niemal co tydzień. Jest to jeden z najbardziej aktywnych obszarów współczesnej nauki, gdzie zostały skoncentrowane znaczące środki międzynarodowe i narodowe. Dobrze zorganizowane programy realizowane są w USA, Europie. Australii i innych najbardziej rozwiniętych krajach. Uruchamiane są już prywatne firmy w tym obszarze . (....) Dotychczas eksperymentalne osiągnięcia w zakresie QC, chociaż na bezprecedensowo wysokim poziomie złożoności w obszarze kwantowej fizyki, pozostają jak dotąd na etapie demonstracji zasad (...), jednak szczelina miedzy wymaganiami a możliwościami eksperymentalnymi wciąż maleje..

Kierunki technologicznych realizacji kwantowego przetwarzania informacji, wyznaczające równocześnie pożądane obszary wzmożonej aktywności badań podstawowych . teoretycznych i eksperymentalnych, to:

• Techniki rezonansu magnetycznego NMR
• Techniki jonów pułapkowanych
• Neutralne atomy (m.in. kondensaty Bosego)
• Optyka liniowa
• Stałociałowe podejście: kropki kwantowe . orbitalne i spinowe stopnie swobody
• Nadprzewodnikowe mikro-układy (złącza josephsonowskie)
• Unikalne rozwiązania, np. elektrony na powierzchni He⁴, topologiczne stopnie swobody FQHE (anyony i złożone fermiony w układach hallowskich)

Mimo zróżnicowanych ocen poszczególnych kierunków według. powyższych kryteriów, za najbardziej perspektywiczne uważa się (patrz także raport ARDA) rozwiązania stałociałowe (wobec dobrze opanowanej technologii półprzewodnikowej), ale dekoherencja fononowa znacznie jednak ogranicza tu możliwości implementacji. W innych obszarach również występują silne ograniczenia głównie dekoherencyjnej natury. Dlatego też znaczenia nabierają (co jest szczególnie podkreślone w raporcie ARDA) studia teoretyczne, zarówno co do mechanizmów dekoherencji, jak i możliwości jej ominięcia we wszystkich proponowanych kierunkach, np. przez nowe algorytmy kwantowej korekty błędów lub filtracji kwantowej informacji, a także poprzez poszukiwania nowych koncepcji konstrukcyjnych qubitów i bramek.

Takie same odniesienia i uwarunkowania jak w raporcie ARDA, dominują w planach VI Programu Ramowego Unii Europejskiej. W dwóch priorytetowych podprogramach VI PR, a mianowicie w IST - Information Society Technologies i Nano-technologies and Nano-sciences dominują inżynieria i informatyka kwantowa. Warto też dodać, że z punktu widzenia struktury, w VI Programie Ramowym przeważać ma tendencja do ogniskowania i integracji badań na wybranych kierunkach. Mając na uwadze te uwarunkowania również w Polsce następuje integracja i orientacja na wybranych kierunkach . wyrazem takich przemian jest powstanie Laboratorium Fizycznych Podstaw Przetwarzania Informacji (LFPPI) w postaci Sieci Krajowej utworzonej przez Komitet Badań Naukowych i grupującej zespoły badawcze z zakresu fizyki teoretycznej z 12-tu ośrodków naukowych:

1. Centrum Fizyki Teoretycznej, Polska Akademia Nauk, Warszawa
2. Instytut Fizyki Teoretycznej i Astrofizyki, Uniwersytet Gdański
3. Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska
4. Instytut Fizyki, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Toruń
5. Wydział Fizyki Technicznej, Politechnika Poznańska
6. Instytut Fizyki, Uniwersytet Łódzki
7. Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski
8. Instytut Fizyki, Polska Akademia Nauk, Warszawa
9. Instytut Fizyki, Uniwersytet w Zielonej Górze / Instytut Fizyki Teoretycznej, Uniwersytet Wrocławski
10. Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska
11. Instytut Fizyki, Uniwersytet Śląski, Katowice
12. Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński, Kraków