Нa сeгoдняшний дeнь бoльшинствo квaнтoвыx вычислитeльныx систeм пoстрoeны тaким oбрaзoм, чтo иx перепрограммирования физические изменения в структуре их калькуляционных единиц. Несмотря на это квантовые компьютеры уже нашли некоторые приложения в виде специализированных систем, ориентированных на конкретную задачу. Чтобы расширить сферу применения этих компьютеров, существует гибкость их программирования, которая может быть обеспечена классической архитектурой фон Неймана.
Архитектура фон Неймана является основным архитектуры, на которой строится практически все современные компьютерные системы. Это подразумевает наличие в системе процессора, которая выполняет вычисления, памяти, который содержит инструкции для процессора (программы) и обработки данных, и интерфейс, через который процессор может изменить содержимое произвольной ячейки памяти. Используя эту архитектуру можно создать компьютерную систему любой сложности, начиная от 8-разрядный однокристальный чипсет Чип и заканчивая самыми мощными суперкомпьютерами.
Недавно группа исследователей из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре под руководством Джона Джон Мартини Мартини), создан первый в мире квантовый компьютер, построенный на архитектуре фон Неймана. Для соединения отдельных частей кубиты компьютера в одной системе, исследователи использовали сверхпроводящие проводники.
В результате у них появился первый компьютер, который был совмещен вычислительной мощности квантовых систем и все преимущества архитектуры фон Неймана. Ядром компьютера и двух регистров на основе отдельных кубитов и двух ячеек памяти на основе эффекта квантовой запутанности. Объединив все это в последовательности, исследователи моделировали квантовые ворота из трех кубитов, и не так уж мало сегодня. Изменение отношений, действуя через явление квантовой запутанности, удалось реализовать изменения на лету структуре логический элемент и с его функциями.