量子计算是利用量子力学定律解决传统计算机无法解决的庞大或复杂问题的过程。量子计算机依靠量子位来运行和解决多维量子算法。
量子计算利用量子理论的原理解决数学问题并运行量子模型。它用于模拟的一些量子系统包括光合作用、超导性和复杂的分子结构。
量子计算基本概念包括量子位、叠加、纠缠和量子干涉。
什么是量子位？
量子位或量子位是量子计算中信息的基本单位。有点像传统计算中的传统二进制位。
量子位利用叠加来同时处于多种状态。二进制位只能表示 0 或 1。量子位可以是 0 或 1，也可以是 0 和 1 两种状态叠加的任意部分。
量子比特是由什么组成的？答案取决于量子系统的架构，因为有些系统需要极冷的温度才能正常运行。量子位可以由捕获的离子、光子、人造或真实原子或准粒子制成，而二进制位通常是硅基芯片。
什么是叠加？
为了解释叠加态，有些人想到了薛定谔的猫，而另一些人则指出了抛硬币时硬币在空中的瞬间。
简而言之，量子叠加是量子粒子是所有可能状态的组合的一种模式。当量子计算机测量和观察每个粒子时，粒子继续波动和移动。
约翰·多诺霍（John Donohue）大学科学外展经理表示，关于叠加态（而不是同时聚焦两件事）更有趣的事实是能够以多种方式观察量子态，并提出不同的问题。滑铁卢量子计算研究所。也就是说，量子计算机不必像传统计算机那样顺序执行任务，而是可以运行大量并行计算。
这大约是我们在推出方程之前所能得到的最简化的结果。但最重要的一点是，这种叠加可以让量子计算机“同时尝试所有路径”。
什么是纠缠？
量子粒子能够相互对应测量，当它们处于这种状态时，称为纠缠。在纠缠期间，一个量子位的测量可用于得出有关其他单位的结论。纠缠有助于量子计算机解决更大的问题并计算更大的数据和信息存储。
什么是量子干涉？
当量子位经历叠加时，它们自然也会经历量子干涉。这种干扰是量子位以某种方式崩溃的概率。由于干扰的可能性，量子计算机致力于减少干扰并确保结果准确。