什麼是量子計算機?
量子計算機是一種利用量子力學現象的計算機. 在小尺度上,物理物質表現出粒子和波的特性, 量子計算利用專門的硬體來利用這種特性. 經典物理學無法解釋這些量子裝置的運作, 一個可擴充套件的量子計算機可以比任何現代"經典"計算機執行一些指數級更快的計算. 特別是,一個大規模的量子計算機可以破解廣泛使用的加密方案,並幫助物理學家進行物理模擬;然而,目前的技術狀況仍然很大程度上是實驗性的和不切實際的.  量子計算中的基本資訊單位是量子位元, 與經典位元不同,量子位元可以存在於其兩個"基"狀態的疊加中,這意味著它同時存在於兩個狀態. 在測量量子位時, 結果是經典位元的概率輸出. 如果量子計算機以特定的方式操縱量子位, 波干擾效應可以放大所需的測量結果. 量子演算法的設計涉及建立程式,使量子計算機能夠高效地執行計算.  物理工程高質量的量子位元已經證明具有挑戰性. 如果物理量子位元與其環境沒有足夠的隔離, 它就會遭受量子脫<unk>, 將噪聲引入計算. 國家政府在實驗研究上投入了大量資金, 旨在開發具有更長連貫時間和更低誤差率的可擴充套件量子位元. 兩個最有前途的技術是超導體 (通過消除電阻來隔離電流) 和離子陷<unk> (使用電磁場限制單個原子粒子).  任何可以用經典計算機解決的計算問題, 也可以用量子計算機解決. 相反,任何量子計算機可以解決的問題, 也可以由經典計算機解決, 換句話說,量子計算機遵循Church-Turing理論. 這意味著,雖然量子計算機在計算能力方面沒有比經典計算機提供額外的優勢,但對於某些問題的量子演算法的時間複雜性明顯低於相應的已知經典演算法. 值得注意的是, 量子計算機被認為能夠快速解決某些問題, 對量子計算機問題計算複雜性的研究被稱為量子複雜性理論.