量子計(jì)算機(jī)（quantum computer）是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲及處理量子信息的物理裝置。廣義上，當(dāng)某個(gè)裝置處理和計(jì)算的是量子信息，運(yùn)行的是量子算法時(shí)，就可稱之為量子計(jì)算機(jī)。

量子計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)主要有運(yùn)行速度較快、處置信息能力較強(qiáng)、應(yīng)用范圍較廣等。與一般計(jì)算機(jī)比較起來，信息處理量愈多，對于量子計(jì)算機(jī)實(shí)施運(yùn)算也就愈加有利，也就更能確保運(yùn)算具備精準(zhǔn)性。量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算基礎(chǔ)是量子比特。

2019年，美國谷歌公司研制出53個(gè)量子比特的計(jì)算機(jī)“懸鈴木”，在全球首次實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)越性。2020年，潘建偉團(tuán)隊(duì)構(gòu)建76個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”，使中國成為全球第二個(gè)實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)越性的國家。2021年，潘建偉團(tuán)隊(duì)成功研制含113個(gè)光子的“九章二號”和66比特的“祖沖之二號”量子計(jì)算原型機(jī)，從而使中國成為在光學(xué)和超導(dǎo)兩條技術(shù)路線上都實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)越性的國家。2023年10月11日，量子計(jì)算原型機(jī)“九章三號”被成功構(gòu)建，它1微秒可算出的最復(fù)雜樣本，當(dāng)前全球最快的超級計(jì)算機(jī)約需200億年才能完成。

不過，要研制成功真正的通用量子計(jì)算機(jī)還有很長的路要走。國際主流觀點(diǎn)認(rèn)為，這至少還需要5年到10年的時(shí)間。

2025年3月，芬蘭國家技術(shù)研究中心推出歐洲首臺50量子比特超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)。

基本概念

量子計(jì)算機(jī)是一種可以實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的機(jī)器，它通過量子力學(xué)規(guī)律實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算，處理和儲存信息。理論上，它是一個(gè)物理系統(tǒng)，以量子比特（qubit）為基本存儲單元，以量子動(dòng)力學(xué)演化為信息計(jì)算的基礎(chǔ)。在具體實(shí)現(xiàn)中，目前主要的技術(shù)路線可以歸納為六種：超導(dǎo)、離子阱、光量子、中性原子、硅自旋、拓?fù)洹?/p>

組成

量子計(jì)算機(jī)和許多計(jì)算機(jī)一樣都是由許多硬件和軟件組成的，軟件方面包括量子算法、量子編碼等，在硬件方面包括量子晶體管、量子存儲器、量子效應(yīng)器等。

量子晶體管就是通過電子高速運(yùn)動(dòng)來突破物理的能量界限，從而實(shí)現(xiàn)晶體管的開關(guān)作用，這種晶體管控制開關(guān)的速度很快，晶體管比起普通的芯片運(yùn)算能力強(qiáng)很多，而且對使用的環(huán)境條件適應(yīng)能力很強(qiáng)，所以在未來的發(fā)展中，晶體管是量子計(jì)算機(jī)不可缺少的一部分。量子儲存器是一種儲存信息效率很高的儲存器，它能夠在非常短時(shí)間里對任何計(jì)算信息進(jìn)行賦值，是量子計(jì)算機(jī)不可缺少的組成部分，也是量子計(jì)算機(jī)最重要的部分之一。量子計(jì)算機(jī)的效應(yīng)器就是一個(gè)大型的控制系統(tǒng)，能夠控制各部件的運(yùn)行。這些組成在量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展中占領(lǐng)著主要的地位，發(fā)揮著重要的運(yùn)用。

原理

量子計(jì)算機(jī)是一種基于量子理論而工作的計(jì)算機(jī)。追根溯源，是對可逆機(jī)的不斷探索促進(jìn)了量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展。量子計(jì)算機(jī)裝置遵循量子計(jì)算的基本理論，處理和計(jì)算的是量子信息，運(yùn)行的是量子算法。1981年，美國阿拉貢國家實(shí)驗(yàn)室的Paul Benioff最早提出了量子計(jì)算的基本理論。

量子比特

會“72變”的中國“算力”

經(jīng)典計(jì)算機(jī)信息的基本單元是比特，比特是一種有兩個(gè)狀態(tài)的物理系統(tǒng)，用0與1表示。在量子計(jì)算機(jī)中，基本信息單位是量子比特（qubit），用兩個(gè)量子態(tài)│0>和│1>代替經(jīng)典比特狀態(tài)0和1。量子比特相較于比特來說，有著獨(dú)特的存在特點(diǎn)，它以兩個(gè)邏輯態(tài)的疊加態(tài)的形式存在，這表示的是兩個(gè)狀態(tài)是0和1的相應(yīng)量子態(tài)疊加。周圍環(huán)境微小的擾動(dòng)，如溫度、壓力或磁場變化，都會破壞量子比特。

態(tài)疊加原理

疊加態(tài)、約瑟夫森結(jié)、布洛赫球...超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)到底是個(gè)啥?

現(xiàn)代量子計(jì)算機(jī)模型的核心技術(shù)便是態(tài)疊加原理，屬于量子力學(xué)的一個(gè)基本原理。一個(gè)體系中，每一種可能的運(yùn)動(dòng)方式就被稱作態(tài)。在微觀體系中，量子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無法確定，呈現(xiàn)統(tǒng)計(jì)性，與宏觀體系確定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相反。量子態(tài)就是微觀體系的態(tài)。

量子糾纏

量子糾纏：當(dāng)兩個(gè)粒子互相糾纏時(shí)，一個(gè)粒子的行為會影響另一個(gè)粒子的狀態(tài)，此現(xiàn)象與距離無關(guān)，理論上即使相隔足夠遠(yuǎn)，量子糾纏現(xiàn)象依舊能被檢測到。因此，當(dāng)兩粒子中的一個(gè)粒子狀態(tài)發(fā)生變化，即此粒子被操作時(shí)，另一個(gè)粒子的狀態(tài)也會相應(yīng)的隨之改變。

量子并行原理

量子優(yōu)越性：量子計(jì)算機(jī)在哪里超越了經(jīng)典計(jì)算機(jī)？

量子并行計(jì)算是量子計(jì)算機(jī)能夠超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)的最引人注目的先進(jìn)技術(shù)。量子計(jì)算機(jī)以指數(shù)形式儲存數(shù)字，通過將量子位增至300個(gè)量子位就能儲存比宇宙中所有原子還多的數(shù)字，并能同時(shí)進(jìn)行運(yùn)算。函數(shù)計(jì)算不通過經(jīng)典循環(huán)方法，可直接通過幺正變換得到，大大縮短工作損耗能量，真正實(shí)現(xiàn)可逆計(jì)算。

研究進(jìn)程

20世紀(jì)80年代初期，Benioff首先提出了量子計(jì)算的思想，他設(shè)計(jì)一臺可執(zhí)行的、有經(jīng)典類比的量子Turing機(jī)——量子計(jì)算機(jī)的雛形。

1982年，F(xiàn)eynman發(fā)展了Benioff的設(shè)想，提出量子計(jì)算機(jī)可以模擬其他量子系統(tǒng)。為了仿真模擬量子力學(xué)系統(tǒng)，F(xiàn)eynman提出了按照量子力學(xué)規(guī)律工作計(jì)算機(jī)的概念，這被認(rèn)為是最早量子計(jì)算機(jī)的思想。

1985年，牛津大學(xué)的David Deutsch在發(fā)表的論文中，證明了任何物理過程原則上都能很好地被量子計(jì)算機(jī)模擬，并提出基于量子干涉的計(jì)算機(jī)模擬即“量子邏輯門”這一新概念，并指出量子計(jì)算機(jī)可以通用化、量子計(jì)算錯(cuò)誤的產(chǎn)生和糾正等問題。由Zurek作了深入的分析和研究。但到了20世紀(jì)80年代中期，這一研究領(lǐng)域由于若干原因被冷落了。首先，因?yàn)楫?dāng)時(shí)所有的量子計(jì)算機(jī)模型都是把量子計(jì)算機(jī)看成是一個(gè)不與外界環(huán)境發(fā)生作用的孤立系統(tǒng)，而不是實(shí)際模型。其次，存在許多不利于實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)的制約因素，如Landauer指出的去相干、熱噪聲等等。另外，量子計(jì)算機(jī)可能易出錯(cuò)，而且不易糾錯(cuò)。最后，還不清楚量子計(jì)算機(jī)解決數(shù)學(xué)問題是否比經(jīng)典計(jì)算快。

1994年，AT&T公司的Perer Shor博士發(fā)現(xiàn)了因子分解的有效量子算法。1996年，S.Loyd證明了Feynman的猜想，他指出模擬量子系統(tǒng)的演化將成為量子計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要用途，由此量子計(jì)算機(jī)可以建立在量子圖靈機(jī)的基礎(chǔ)上，高效地解決電子計(jì)算機(jī)無法在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)解決的問題。

從此，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和物理學(xué)間跨學(xué)科研究的突飛猛進(jìn)，量子計(jì)算的理論和實(shí)驗(yàn)研究蓬勃發(fā)展，各國政府和各大公司也紛紛制定了針對量子計(jì)算機(jī)的一系列研究開發(fā)計(jì)劃。美國的高級研究計(jì)劃局先后于2002年12月和2004年4月制定了一個(gè)名為“量子信息科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃”的研究計(jì)劃的1.0版以及2.0版，該計(jì)劃詳細(xì)介紹了美國發(fā)展量子計(jì)算的主要步驟和時(shí)間表。日本于2000年10月開始為期5年的量子計(jì)算與信息計(jì)劃，重點(diǎn)研究量子計(jì)算和量子通訊的復(fù)雜性、設(shè)計(jì)新的量子算法、開發(fā)健壯的量子電路、找出量子自控的有用特性以及開發(fā)量子計(jì)算模擬器。歐洲在量子計(jì)算及量子加密方面也作了積極的研究開發(fā)，在德國總理默克爾推動(dòng)下，德國政府投入20億歐元在德國和歐洲推廣量子技術(shù)，默克爾認(rèn)為，“毫無疑問，量子計(jì)算機(jī)是德國高科技地位的光輝展示。世界上其他地方都在這個(gè)領(lǐng)域努力奮進(jìn)?！?/p>

2007年，加拿大DWave公司成功研制出一臺具有16量子比特的“獵戶星座”量子計(jì)算機(jī)，并于2008年2月13日和2月15日分別在美國加州和加拿大溫哥華展示他們的量子計(jì)算機(jī)。

2009年11月15日，美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院研制出可處理兩個(gè)量子比特?cái)?shù)據(jù)的量子計(jì)算機(jī)。

2015年6月22日，D-wave宣布其突破了1000量子位的障礙、開發(fā)出了一種新的處理器，其量子位為上一代D-Wave處理器的兩倍左右，并遠(yuǎn)超D-Wave或其他任何同行開發(fā)的產(chǎn)品的量子位。

2017年3月6日，IBM宣布將于年內(nèi)推出全球首個(gè)商業(yè)“通用”量子計(jì)算服務(wù)IBM。IBM表示，此服務(wù)配備有直接通過互聯(lián)網(wǎng)訪問的能力，在藥品開發(fā)以及各項(xiàng)科學(xué)研究上有著變革性的推動(dòng)作用，已開始征集消費(fèi)用戶。除了IBM，其他公司還有英特爾、谷歌以及微軟等，也在實(shí)用量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域進(jìn)行探索。

2017年5月3日，中國科學(xué)院潘建偉團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的光量子計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)計(jì)算能力已超越早期計(jì)算機(jī)。此外，中國科研團(tuán)隊(duì)完成了10個(gè)超導(dǎo)量子比特的操縱，成功打破了當(dāng)時(shí)世界上最大位數(shù)的超導(dǎo)量子比特的糾纏和完整的測量的記錄。

2020年6月18日，中國科學(xué)院宣布，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、苑震生等在超冷原子量子計(jì)算和模擬研究中取得重要進(jìn)展——在理論上提出并實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)原子深度冷卻新機(jī)制的基礎(chǔ)上，在光晶格中首次實(shí)現(xiàn)了1250對原子高保真度糾纏態(tài)的同步制備，為基于超冷原子光晶格的規(guī)?；孔佑?jì)算與模擬奠定了基礎(chǔ)。這一成果19日在線發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上。

超算幾億年才能解決的問題，中國首臺量子計(jì)算機(jī)，只需兩百秒

2020年12月4日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)宣布該校潘建偉等人成功構(gòu)建76個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”，求解數(shù)學(xué)算法高斯玻色取樣只需200秒，而當(dāng)時(shí)世界最快的超級計(jì)算機(jī)要用6億年。這一突破使中國成為全球第二個(gè)實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國家。12月4日，國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表了該成果，審稿人評價(jià)這是“一個(gè)最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)”“一個(gè)重大成就”。

2021年2月8日，中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科技成果轉(zhuǎn)化平臺合肥本源量子科技公司，發(fā)布具有自主知識產(chǎn)權(quán)的量子計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)“本源司南”。

2021年7月27日，東京大學(xué)與日本IBM宣布，商用量子計(jì)算機(jī)已開始投入使用，這在日本屬于首次。

2021年11月15日，據(jù)英國《新科學(xué)家》雜志網(wǎng)站報(bào)道，IBM公司宣稱，其已經(jīng)研制出了一臺能運(yùn)行127個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)“鷹”，這是迄今全球最大的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)。

2022年1月，德國于利希研究中心(Forschungszentrum Jülich)啟動(dòng)了擁有超過5000個(gè)量子位元的量子計(jì)算機(jī)，是歐洲量子計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。該臺超級量子計(jì)算機(jī)由加拿大量子計(jì)算系統(tǒng)供應(yīng)商D-Wave公司制造。

2022年6月9日，英國國防部稱獲得政府首臺量子計(jì)算機(jī)。英國國防部表示將與英國量子計(jì)算機(jī)開發(fā)商Orca Computing共同合作，探索量子技術(shù)在國防領(lǐng)域的應(yīng)用。

2022年8月9日，據(jù)共同社報(bào)道，日本分子科學(xué)研究所的團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了量子計(jì)算機(jī)“雙量子位門”中的全球最高速，比谷歌公司此前的世界紀(jì)錄快1倍以上，為6.5納秒（納秒是10億分之一秒）。

2022年8月25日，“量見未來”量子開發(fā)者大會上，百度正式對外發(fā)布其第一臺產(chǎn)業(yè)級超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)——“乾始”，集量子硬件、量子軟件、量子應(yīng)用于一體，提供移動(dòng)端、PC端、云端等在內(nèi)的全平臺使用方式。

王炸中的王炸？英國量子計(jì)算大突破，人類或在3年內(nèi)進(jìn)入量子時(shí)代

2022年11月，來自芬蘭和歐洲量子計(jì)算公司IQM的科學(xué)家研制出了一種新的超導(dǎo)量子比特“獨(dú)角獸”，并以99.9%的置信度利用“獨(dú)角獸”實(shí)現(xiàn)了量子邏輯門。這是構(gòu)建商用量子計(jì)算機(jī)的重大里程碑，有望推動(dòng)量子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用。

2023年5月25日，北京量子信息科學(xué)研究院在2023中關(guān)村論壇正式發(fā)布Quafu（夸父）量子計(jì)算云平臺，現(xiàn)上線了三枚超導(dǎo)量子芯片，分別有136、18和10個(gè)量子比特，用戶可以自主選擇合適的芯片運(yùn)行量子計(jì)算任務(wù)，其運(yùn)行穩(wěn)定高效。

2023年10月11日，中國科學(xué)家宣布成功構(gòu)建量子計(jì)算原型機(jī)“九章三號”，它1微秒可算出的最復(fù)雜樣本，當(dāng)前全球最快的超級計(jì)算機(jī)約需200億年才能完成?！熬耪氯枴睂?shí)現(xiàn)了對255個(gè)光子的操縱能力，極大提升了計(jì)算的復(fù)雜度。

2023年12月4日，美國國際商用機(jī)器公司（IBM）正式推出了第三代量子芯片Heron，以及基于Heron的IBM量子系統(tǒng)2（IBM Quantum System Two），這是世界上第一臺模塊化的實(shí)用量子計(jì)算機(jī)，雖僅擁有133個(gè)量子比特，但錯(cuò)誤率卻創(chuàng)下了歷史新低，比其之前的量子處理器低三倍。而同時(shí)發(fā)布的另一名為Condor的芯片擁有1,121個(gè)超導(dǎo)量子比特，呈蜂巢狀排列，突破了芯片設(shè)計(jì)的規(guī)模和產(chǎn)量極限。

2023年12月，美國波士頓量子計(jì)算初創(chuàng)公司QuEra建造的新型量子計(jì)算機(jī)問世，其刷新了邏輯量子比特?cái)?shù)的記錄——達(dá)到48個(gè)。邏輯量子比特比基于物理量子比特的系統(tǒng)更可控，能更好地糾正量子計(jì)算中的錯(cuò)誤。盡管目前運(yùn)行的測試比實(shí)際應(yīng)用要簡單，但這無疑是相關(guān)研究向前邁出的重要一步。

我國第三代自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)全球訪問量突破2000萬次

2024年1月6日，我國第三代自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟空”上線運(yùn)行?！拔蚩铡贝钶d了72位自主超導(dǎo)量子芯片“悟空芯”，共有198個(gè)量子比特，其中包含72個(gè)工作量子比特和126個(gè)耦合器量子比特，是目前先進(jìn)的可編程、可交付超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)。

2025年3月4日，芬蘭國家技術(shù)研究中心發(fā)布新聞稿說，該中心和IQM量子計(jì)算機(jī)公司已成功研發(fā)并推出了歐洲首臺50量子比特超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)。

2025年7月，瑞典查爾姆斯理工大學(xué)、意大利米蘭大學(xué)、西班牙格拉納達(dá)大學(xué)和日本東京大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)首次提出了一種新方法，能夠模擬特定類型的容錯(cuò)量子計(jì)算，攻克了該領(lǐng)域長期存在的一項(xiàng)技術(shù)難題。相關(guān)論文發(fā)表于《物理評論快報(bào)》雜志。

難點(diǎn)

上海交大金石：量子計(jì)算難，通用尚遠(yuǎn)，中國有望5-10年實(shí)現(xiàn)專用

量子計(jì)算機(jī)的研究難點(diǎn)主要集中在以下幾個(gè)方面。這些難點(diǎn)相互交織，使得量子計(jì)算的研究和發(fā)展需要跨學(xué)科的合作和創(chuàng)新，涉及物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、材料科學(xué)、電子工程等多個(gè)領(lǐng)域：

1.量子比特的制備與操控

量子比特（qubits）是量子計(jì)算的基本單位，需要穩(wěn)定、可控并且具有長的相干時(shí)間。

強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)，為何仍遙遙無期？量子比特的摩爾定律很特別

實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的量子比特非常困難，因?yàn)樗鼈儗Νh(huán)境的干擾非常敏感，容易產(chǎn)生噪聲和錯(cuò)誤。

2.糾錯(cuò)與容錯(cuò)機(jī)制

由于量子比特容易受噪聲影響，量子計(jì)算需要高效的糾錯(cuò)機(jī)制來保證計(jì)算的準(zhǔn)確性。

經(jīng)典計(jì)算機(jī)通過重復(fù)和糾錯(cuò)碼來處理錯(cuò)誤，但量子糾錯(cuò)需要更加復(fù)雜的方法，如表面碼（surface code）等。

3.量子糾纏的維持

量子糾纏是量子計(jì)算的核心資源，維持量子糾纏態(tài)的穩(wěn)定性非常困難，因?yàn)榱孔討B(tài)之間的糾纏很容易被環(huán)境中的熱噪聲和其他干擾破壞。

4.物理實(shí)現(xiàn)的選擇

離子阱系統(tǒng),與量子計(jì)算的前沿探索

目前有多種物理體系可以用來實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算，如超導(dǎo)電路、離子阱、拓?fù)淞孔佑?jì)算、光子量子計(jì)算等。各種實(shí)現(xiàn)方式都有其獨(dú)特的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)，選擇適合的物理體系并加以改進(jìn)是關(guān)鍵。

5.規(guī)模化與集成化

要實(shí)現(xiàn)實(shí)用的量子計(jì)算，需要將數(shù)千甚至上百萬的量子比特集成在一起，并進(jìn)行有效的控制和通信?，F(xiàn)有技術(shù)在大規(guī)模集成和相互連接上還存在很大瓶頸。

優(yōu)勢

氣象萬千，如何算得準(zhǔn)?量子計(jì)算為您揭秘!

量子計(jì)算機(jī)擁有強(qiáng)大的量子信息處理能力，對于海量的信息，能夠從中提取有效的信息進(jìn)行加工處理使之成為新的有用的信息。量子信息的處理先需要對量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行儲存處理，之后再對所給的信息進(jìn)行量子分析。運(yùn)用這種方式能準(zhǔn)確預(yù)測天氣狀況，目前計(jì)算機(jī)預(yù)測的天氣狀況的準(zhǔn)確率達(dá)75%，但是運(yùn)用量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行預(yù)測，準(zhǔn)確率能進(jìn)一步上升，更加方便人們的出行。

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)通常會受到病毒的攻擊，直接導(dǎo)致電腦癱瘓，還會導(dǎo)致個(gè)人信息被竊取，但是量子計(jì)算機(jī)由于具有不可克隆的量子原理這些問題不會存在，在用戶使用量子計(jì)算機(jī)時(shí)能夠放心地上網(wǎng)，不用害怕個(gè)人信息泄露。另一方面，量子計(jì)算機(jī)擁有強(qiáng)大的計(jì)算能力，能夠同時(shí)分析大量不同的數(shù)據(jù)，所以在金融方面能夠準(zhǔn)確分析金融走勢，在避免金融危機(jī)方面起到很大的作用；在生物化學(xué)的研究方面也能夠發(fā)揮很大的作用，可以模擬新的藥物的成分，更加精確地研制藥物和化學(xué)用品，這樣就能夠保證藥物的成本和藥物的藥性。

應(yīng)用前景

量子計(jì)算機(jī)理論上具有模擬任意自然系統(tǒng)的能力，同時(shí)也是發(fā)展人工智能的關(guān)鍵。由于量子計(jì)算機(jī)在并行運(yùn)算上的強(qiáng)大能力，使它有能力快速完成經(jīng)典計(jì)算機(jī)無法完成的計(jì)算。這種優(yōu)勢在加密和破譯等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用。

天氣預(yù)報(bào)

如果我們使用量子計(jì)算機(jī)在同一時(shí)間對于所有的信息進(jìn)行分析，并得出結(jié)果，那么我們就可以得知天氣變化的精確走向，從而避免大量的經(jīng)濟(jì)損失。

藥物研制

量子計(jì)算機(jī)對于研制新的藥物也有著極大的優(yōu)勢，量子計(jì)算機(jī)能描繪出萬億計(jì)的分子組成，并且選擇出其中最有可能的方法，這將提高人們發(fā)明新型藥物的速度，并且能夠更個(gè)性化的對于藥理進(jìn)行分析。

交通調(diào)度

量子計(jì)算機(jī)可以根據(jù)現(xiàn)有的交通狀況預(yù)測交通狀況，完成深度的分析，進(jìn)行交通調(diào)度和優(yōu)化。

保密通信

改變世界的量子科技 量子加密通信：抵御黑客入侵 不可被破解

不僅僅是對于我們生活相近的方面，量子計(jì)算機(jī)對于加密通信由于其不可克隆原理，將會使得入侵者不能在不被發(fā)現(xiàn)的情況下進(jìn)行破譯和竊聽，這是量子計(jì)算機(jī)本身的性質(zhì)決定的。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間2022年6月9日，英國國防部宣布，獲得政府首臺量子計(jì)算機(jī)。

最新進(jìn)展

2022年8月25日，“量見未來”量子開發(fā)者大會上，百度正式對外發(fā)布其第一臺產(chǎn)業(yè)級超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)——“乾始”，集量子硬件、量子軟件、量子應(yīng)用于一體，提供移動(dòng)端、PC端、云端等在內(nèi)的全平臺使用方式。

百度發(fā)布“乾始”推出“量羲”讓小白也能玩上真正的量子計(jì)算

一起探訪百度量子計(jì)算硬件實(shí)驗(yàn)室，實(shí)地揭秘百度超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)！

2022年10月4日，歐洲高性能計(jì)算聯(lián)合企業(yè)（EuroHPC JU）宣布，將選擇捷克、德國、西班牙、法國、意大利、波蘭六個(gè)成員國來部署史上第一個(gè)歐洲量子計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它將整合這六個(gè)國家現(xiàn)有的超級計(jì)算機(jī)，形成一個(gè)量子計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，于2023年下半年投入使用。

2022年10月，首個(gè)量子可擴(kuò)展算法面世。該研究在量子計(jì)算機(jī)上揭示了強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子系統(tǒng)的重要特性，有望催生更高效的太陽能電池。

4臺“中國造”量子計(jì)算機(jī)首次免費(fèi)向中國公民開放參觀!零距離了解現(xiàn)實(shí)版流浪地球MOSS雛形

2023年2月12日，本源量子的4臺“中國造”量子計(jì)算機(jī)亮相安徽合肥，并首次向中國公民免費(fèi)開放參觀。

2023年3月9日，據(jù)日本東京電視臺報(bào)道，日本理化學(xué)研究所開發(fā)的第一臺日本國產(chǎn)量子計(jì)算機(jī)將于3月27日投入使用。

2024年1月，安徽省量子計(jì)算工程研究中心與量子計(jì)算芯片安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室獲悉，中國第三代自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟空”今天上線運(yùn)行。

2024年7月，浙江大學(xué)物理學(xué)院宋超、王浩華研究組與清華大學(xué)鄧東靈研究組合作，首次在超導(dǎo)量子芯片上實(shí)現(xiàn)了斐波那契任意子的模擬，并成功對其進(jìn)行了編織操作。

2025年2月，加拿大Xanadu量子技術(shù)公司開發(fā)出全球首臺可擴(kuò)展光量子計(jì)算機(jī)原型。

2025年2月，據(jù)外媒報(bào)道，波蘭正在開發(fā)其第一臺軍用量子計(jì)算機(jī)，用于提高加密與數(shù)據(jù)分析能力。

新品發(fā)布!量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之三號”打破世界紀(jì)錄!

2025年3月，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、朱曉波、彭承志等成功構(gòu)建105比特超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之三號”，處理量子隨機(jī)線路采樣問題的速度比目前國際最快的超級計(jì)算機(jī)快千萬億倍，再次打破超導(dǎo)體系量子計(jì)算優(yōu)越性世界紀(jì)錄。

2025年3月3日消息，日本政府研究機(jī)構(gòu)分子科學(xué)研究所（IT之家注：簡稱分子研）與日立制作所等合作，將于2025年啟用新型量子計(jì)算機(jī)。這是日本首次采用原子方式的量子計(jì)算機(jī)，適合推動(dòng)超越現(xiàn)有超級計(jì)算機(jī)的大規(guī)模計(jì)算。

安全防護(hù)

2024年4月10日，安徽省量子計(jì)算工程研究中心消息，中國第三代自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟空”成功裝備國內(nèi)首個(gè)PQC“抗量子攻擊護(hù)盾”——PQC（Post Quantum Cryptography，后量子密碼）混合加密方法。這將使“本源悟空”更好抵御其他量子計(jì)算機(jī)的攻擊，確保運(yùn)行數(shù)據(jù)安全。