Indeterminismi
Tietotekniikassa käytetään etenkin kryptografiassa ja verkkokasinoissa fysikaalisesti satunnaisia ilmiöitä tuottamaan satunnaisuutta (lämpökohina, ilmakehän vaihtelut, radioaktiivisuus jne.) Tietokoneet itsessään eivät kykene tuottamaan satunnaisuutta ja tämän takia täytyy olla fysikaalinen lähde, että saadaan puhtaasti satunnaisia merkkejä, dataa ja symboleita. Tietokoneiden tuottamaa näennäistä satunnaisnumeroa kutsutaan pseudosatunnaiseksi. Se ei ole satunnaista samalla tavalla kuin esimerkiksi kuusisivuisen nopan heittäminen vaan deterministinen algoritmi tuottaa sitä ja ne ajan kanssa toistavat itseään.
Kvanttitietokone
Jo vuonna 1959 amerikkalainen Nobel-palkittu fyysikko Richard Feynman huomasi, että elektronisten osien pienentyessä mikroskooppiseen mittaluokkaan kvanttimekaniikan ilmiöt tulevat yhä merkittävämmiksi. Hän vihjasi, että niiden avulla voitaisiin kehittää yhä tehokkaampia tietokoneita. Erityisesti kvanttitietokonetutkijat toivovat pystyvänsä valjastamaan superpositioksi kutsutun ilmiön. Kvanttimekaniikan maailmassa objekteilla ei välttämättä ole selkeästi määrittynyttä tilaa. Asiaa demonstroi kuuluisa kaksoisrakokoe, jossa yksi valon fotoni kerrallaan läpäisee varjostimen, jossa on kaksi rakoa. Tällöin fotonit tuottavat interferenssikuvion superpositiona kaikista mahdollisista reiteistä. Jos taas yksi rako on suljettu tai mittalaitteella havainnoidaan, kumpaa reikää pitkin fotoni kulki, interferenssikuvio katoaa. Seurauksena kvanttijärjestelmä ”on olemassa” kaikissa mahdollisissa tiloissa, kunnes mittaus ”romahduttaa” järjestelmän yhteen tilaan. Tämän ilmiön valjastaminen tietokoneessa mahdollistaa tietokoneiden laskentakykyjen suuren laajenemisen. Perinteinen binääritietokone käyttää binäärilukuja tai bittejä, jotka voivat olla kahdessa eri tilassa, jotka esitetään 0:na ja 1:nä. Näin ollen 4-bittinen tietokonerekisteri voi kerrallaan sisältää yhden 16:sta (formula_1) mahdollisesta numerosta. Vastakohtana kvanttibitti eli kubitti on samanaikaisesti aallontapaisessa arvojen 0 ja 1 superpositiossa, jolloin 4-kubittinen tietokonerekisteri voi sisältää kaikki 16 lukua samanaikaisesti. Teoriassa kvanttitietokone voi siksi käyttää monia lukuja rinnakkaisesti: silloin 30-kubittinen tietokone olisi verrattavissa digitaalisen tietokoneeseen, joka voi suorittaa 10 biljoonaa terafloppia sekunnissa (TFLOPS), mikä on verrattavissa nopeampiin supertietokoneisiin.