什么是量子计算
量子计算（Quantum Computing）是一种遵循量子力学规律调控量子 信息单元进行计算的新型计算模式。对照于传统的 通用计算机，其理论 模型是 通用 图灵机；通用的 量子计算机，其理论模型是用量子力学规律重新诠释的通用图灵机。从可计算的问题来看，量子计算机只能解决传 统计算机所能解决的问题，但是从计算的效率上，由于量子力学叠加性的存在，某些已知的量子 算法在处理问题时速度要快于传统的通用计算机。
量子计算原理
量子力学态叠加原理使得量子信息单元的状态可以处于多种可能性的叠加状态，从而导致量子 信息处理从效率上相比于经典信息处理具有更大潜力。普通 计算机中的2位寄存器在某一时间仅能存储4个二进制数（00、01、10、11）中的一个，而量子计算机中的2位量子位（qubit）寄存器可同时存储这四种状态的叠加状态。随着量子 比特数目的增加，对于n个量子比特而言，量子信息可以处于2种可能状态的叠加，配合量子力学演化的并行性，可以展现比传统计算机更快的处理速度。
量子位
量子位（qubit）是量子计算的理论基石。在常规计算机中，信息单元用二进制的 1 个位来表示，它不是处于“ 0” 态就是处于“ 1” 态. 在二进制 量子计算机中，信息单元称为量子位，它除了处于“ 0” 态或“ 1” 态外，还可处于叠加态（superposed state）。 叠加态是“ 0” 态和“ 1” 态的任意线性叠加，它既可以是“ 0” 态又可以是“ 1” 态，“ 0” 态和“ 1” 态各以一定的 概率同时存在. 通过测量或与其它物体发生相互作用而呈现出“ 0” 态或 “ 1” 态.任何两态的量子 系统都可用来实现量子位，例如氢原子中的电子的基态（ground state）和第 1 激发态（first excited state)、 质子自旋在任意方向的+ 1/ 2 分量和- 1/ 2 分量、 圆偏振光的左旋和右旋等。
一个量子系统包含若干粒子，这些粒子按照量子力学的规律运动，称此系统处于态空间的某种量子态。这里所说的态空间是指由多个本征态（eigenstate) （即基本的量子态）所张成的矢量空间，基本量子态简称基本态（basic state）或基矢（basic vector) . 态空间可用Hilbert 空间（线性复向量空间）来表述，即Hilbert 空间可以表述量子系统的各种可能的量子态.为了便于表示和运算，Dirac提出用符号|x〉 来表示量子态，|x〉 是一个列向量，称为ket ；它的共轭转置（conjugate t ranspose) 用〈x|表示，〈x|是一个行向量，称为bra.一个量子位的叠加态可用二维Hilbert 空间（即二维复向量空间）的单位向量来描述。
叠加原理
把量子考虑成磁场中的电子。电子的旋转可能与磁场一致，称为上旋转状态，或者与磁场相反，称为下旋状态。如果我们能在消除外界影响的前提下，用一份能量脉冲能将下自旋态翻转为上自旋态；那么，我们用一半的能量脉冲，将会把下自旋状态制备到一种下自旋与上自旋叠加的状态上（处在每种状态上的几率为二分之一）。对于n个量子比特而言，它可以承载2的n次方个状态的叠加状态。而 量子计算机的操作过程被称为幺正演化，幺正演化将 保证每种可能的状态都以并行的方式演化。这意味着量子计算机如果有500个量子比特，则量子计算的每一步会对2500种可能性同时做出了操作。2500是一个可怕的数，它比地球上已知的原子数还要多（这是真正的 并行处理，当今的经典 计算机，所谓的并行处理器仍然是一次只做一件事情）。
量子计算的局限
量子计算为许多行业的发展和问题解决提供了巨大的潜力。然而，目前，它有其局限性。
量子位元环境中最轻微的干扰都会造成退相干或衰变。
这会导致计算崩溃或错误。如上所述，量子计算机必须在计算阶段免受所有外部干扰。
计算阶段的错误修正还没有完善。
这使得计算可能不可靠。由于量子位不是 数据的数字位，它们不能受益于经典 计算机使用的传统纠错解决方案。
检索计算结果会破坏数据。诸如一种特殊的 数据库搜索 算法的发展 保证了测量行为将导致量子态被 解码成正确的答案。
安全和量子密码术尚未完全发展。
缺少量子位阻碍了量子计算机发挥其有效使用的潜力。研究人员还没有生产出超过128个。
根据全球 能源 领导者Iberdola的说法，“ 量子计算机必须几乎没有大气压力，环境温度接近绝对零度(-273摄氏度)，并且与地球磁场绝缘，以防止原子移动，相互碰撞或与环境相互作用。”
此外，这些 系统仅运行非常短的时间间隔，因此信息会被损坏并且无法存储，这使得恢复数据更加困难
