今天给各位分享量子计算的量计理知识，其中也会对量子计算机原理进行解释，算量如果能碰巧解决你现在面临的计算机原问题，别忘了关注本站，量计理现在开始吧！算量

量子计算技术可应用的领域包括

量子计算 ，量子计算机就是量计理遵循量子力学规律，基于上述原理进行信息处理的算量一类物理装置。与经典计算相比，计算机原量子计算具有并行计算能力更强和能耗更低两大主要特点。量计理

量子通信 ，算量量子计算是计算机原以量子比特为基本单元，通过量子态的量计理受控演化实现数据存储的一类计算技术，具有经典计算无法比拟的算量巨大信息携带和超强并行处理能力。

3.量子芯片即为量子计算机的计算机原物理实现与硬件系统。量子算法即为便于控制并使用通用量子计算机，而利用量子计算机程序设计语言作为人与量子计算机之间传递信息的媒介。

4.现有量子算法一般固化于专用量子计算设备中，虽然量子计算各种物理实现的原理性验证发展迅速，但国际上公认短期内无法实现量子通用计算机。

量子计算概念是谁提出的 量子计算的发展

对于科技迷来说，量子的这个概念可以说十分有吸引力，它代表着另一个神秘的世界，如果能在量子领域取得突破，人们的生活将有一个质的飞跃。关于量子计算这些你知道吗？

量子计算的概念最早由阿岗国家实验室的P. Benioff于80年代初期提出，他提出二能阶的量子系统可以用来仿真数字计算；稍后费曼也对这个问题产生兴趣而着手研究，并在1981年于麻省理工学院举行的第一届计算物理会议中给了一场演讲，勾勒出以量子现象实现计算的愿景。1985年，牛津大学的D. Deutsch提出量子图灵机的概念，量子计算才开始具备了数学的基本型式。然而上述的量子计算研究多半局限于探讨计算的物理本质，还停留在相当抽象的层次，尚未进一步跨入发展算法的阶段。

1994年，贝尔实验室的应用数学家P. Shor指出，相对于传统电子计算器，利用量子计算可以在更短的时间内将一个很大的整数分解成质因子的乘积。这个结论开启量子计算的一个新阶段：有别于传统计算法则的量子算法确实有其实用性，绝非科学家口袋中的戏法。自此之后，新的量子算法陆续的被提出来，而物理学家接下来所面临的重要的课题之一，就是如何去建造一部真正的量子计算器，来执行这些量子算法。许多量子系统都曾被点名做为量子计算器的基础架构，例如光子的偏振、腔量子电动力学、离子阱以及核磁共振等等。截止到2017年，考虑到系统的可扩展性和操控精度等因素，离子阱与超导系统走在了其它物理系统的前面。

我国的量子计算获得重要进展是在2019年8月份的时候，当时科学家领衔实现高性能单光子源。中科院院士、中国科学技术大学教授潘建伟与陆朝阳、霍永恒等人领衔，和多位国内及德国、丹麦学者合作，在国际上首次提出一种新型理论方案，在窄带和宽带两种微腔上成功实现了确定性偏振、高纯度、高全同性和高效率的单光子源，为光学量子计算机超越经典计算机奠定了重要的科学基础。国际权威学术期刊《自然·光子学》日前发表了该成果，评价其“解决了一个长期存在的挑战”。

2020年9月15日，“百度世界2020”大会在线上召开，百度研究院量子计算研究所所长段润尧发布了百度量子平台，展示了百度用量脉+量桨+量易伏赋能新基建、追逐“人人皆可量子”的愿景。他介绍，“百度全新发布国内首个云原生量子计算平台量易伏，并全面升级量子脉冲云计算服务系统量脉和量子机器学习开发工具集量桨，通过构建以百度量子平台为核心的量子生态，开启量子时代的大门。”

量子计算的概念被提出到现在也不过半个世纪，其实我国在量子通信领域做到了世界领先的地位，希望在未来也能突破量子计算的难关，后来居上引领世界。

量子计算是什么领域 是量子科技的多种应用之一

要知道当前量子科技主要应用于量子计算、量子通信和量子测量三大领域。而这些这些都属于前沿科技领域，下面一起来做些相关了解。

量子计算：与传统的计算不同，量子计算能视线算量质的飞跃。目前人们的生活离不开电脑计算，在未来的量子计算一旦取得进展，将应用在人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。

量子通信：在信息传输方面，具有高安全性，无法被窃听。量子通信，是基于量子力学原理保证信息或密钥传输的安全性。量子通信的发展将对信息安全和通信网络等领域产生重大变革和影响。目前主要应用于在对保密要求高的党政军和金融系统；据预计，国内量子通信的整体市场规模，在2019 年达到325亿元，同比增长19%。目前国内量子通信的研究实力处于全球领先地位，具有话语权；同时国内已建成“一主多地”的量子通信政务广域网，形成完整的产业链。

量子测量：使得测量精度的显著提升。其是基于微观粒子系统及其量子态的精密测量，完成被测系统物理量的执行变换和信息输出，与传统测量技术相比，其在测量精度、灵敏度和稳定性等方面具有明显的优势。其主要包括五个方向，分别为时间基准、惯性测量、重力测量、磁场测量及目标识别，目前主要应用于基础科研、空间探测、生物医疗、地质勘测、灾害预防等领域。

前沿技术是指高技术领域中具有前瞻性、先导性和探索性的重大技术，是未来高技术更新换代和新兴产业发展的重要基础，是国家高技术创新能力的综合体现。我国下一步准备在十四五高新技术发展的规划布局上，科技部将按照加快形成新发展格局的战略要求，着力来解决高质量发展需要与科技创新能力不足的矛盾。加强前瞻部署和大力发展以智能技术和量子技术为特征的新一代高新技术，打造我国高新技术的先发优势。

在信息化持续高速发展的现状下，普通计算方式越来越跟不上发展需求，在科技发展的一线中，量子领域无疑是最有潜力的一个领域。

量子计算：后摩尔时代计算能力提升的解决方案

量子计算是基于量子力学的全新计算模式，具有原理上远超经典计算的强大并行计算能力，为人工智能、密码分析、气象预报、资源勘探、药物设计等所需的大规模计算难题提供了解决方案，并可揭示量子相变、高温超导、量子霍尔效应等复杂物理机制。

与传统计算机使用0或者1的比特来存储信息不同，量子计算以量子比特作为信息编码和存储的基本单元。基于量子力学的叠加原理，一个量子比特可以同时处于0和1两种状态的相干叠加，即可以用于表示0和1两个数。推而广之，n个量子比特便可表示2n个数的叠加，使得一次量子操作原理上可以同时实现对2n个叠加的数进行并行运算，这相当于经典计算机进行2n次操作。因此，量子计算提供了一种从根本上实现并行计算的思路，具备极大超越经典计算机运算能力的潜力。

类似于经典计算机，量子计算机也可以沿用图灵机的框架，通过对量子比特进行可编程的逻辑操作，执行通用的量子运算，从而实现计算能力的大幅提升，甚至是指数级的加速。一个典型的例子是1994年提出的快速质因数分解量子算法（Shor算法）。质因数分解的计算复杂度是广泛使用的RSA公钥密码系统安全性的基础。例如，如果用每秒运算万亿次的经典计算机来分解一个300位的大数，需要10万年以上；而如果利用同样运算速率、执行Shor算法的量子计算机，则只需要1秒。因此，量子计算机一旦研制成功，将对经典信息安全体系带来巨大影响。

量子计算的发展阶段

量子计算机的计算能力随量子比特数目呈指数增长，因此量子计算研究的核心任务是多量子比特的相干操纵。根据相干操纵量子比特的规模，国际学术界公认量子计算有如下发展阶段：

第一个阶段是实现“量子计算优越性”，即量子计算机对特定问题的计算能力超越经典超级计算机，达到这一目标需要约50个量子比特的相干操纵。美国谷歌公司在2019年率先实现超导线路体系的“量子计算优越性”。我国则分别于2020年在光量子体系、2021年在超导线路体系实现了“量子计算优越性”。目前，我国是世界上唯一在两种物理体系达到这一里程碑的国家。

第二个阶段是实现专用量子模拟机，即相干操纵数百个量子比特，应用于组合优化、量子化学、机器学习等特定问题，指导材料设计、药物开发等。达到该阶段需要5至10年，是当前的主要研究任务。

第三个阶段是实现可编程通用量子计算机，即相干操纵至少数百万个量子比特，能在经典密码破解、大数据搜索、人工智能等方面发挥巨大作用。由于量子比特容易受到环境噪声的影响而出错，对于规模化的量子比特系统，通过量子纠错来保证整个系统的正确运行是必然要求，也是一段时期内面临的主要挑战。由于技术上的难度，何时实现通用量子计算机尚不明确，国际学术界一般认为还需要15年甚至更长时间。

目前，国际上正在对各种有望实现可扩展量子计算的物理体系开展系统性研究。我国已完成了所有重要量子计算体系的研究布局，成为包括欧盟、美国在内的三个具有完整布局的国家（地区）之一。

超导量子计算实现赶超

目前，美国谷歌公司、IBM公司以及中国科学技术大学是全球超导量子计算研究的前三强。2019年10月，在持续重金投入量子计算10余年后，谷歌正式宣布实验证明了“量子计算优越性”。他们构建了一个包含53个超导量子比特的量子处理器，命名为“Sycamore（悬铃木）”。在随机线路取样这一特定任务上，“悬铃木”展现出远超超级计算机的计算能力。2021年5月，中国科学技术大学构建了当时国际上量子比特数目最多的62比特超导量子计算原型机“祖冲之号”，并实现了可编程的二维量子行走。在此基础上，进一步实现了66比特的“祖冲之二号”。“祖冲之二号”具备执行任意量子算法的编程能力，实现了量子随机线路取样的快速求解。根据目前已公开的最优化经典算法，“祖冲之二号”对量子随机线路取样问题的处理速度比目前最快的超级计算机快1000万倍，计算复杂度较谷歌“悬铃木”提高了100万倍。

其他体系的量子计算研究

离子、硅基量子点等物理体系同样具有多比特扩展和容错性的潜力，也是目前国际量子计算研究的热点方向。我国在离子体系的量子计算研究上起步较晚，目前整体上处于追赶状态，国内的优势研究单位包括清华大学、中国科学技术大学和国防 科技 大学等，在离子阱的制备、单离子相干保持时间、高精度量子逻辑门、多比特量子纠缠等量子计算的基本要素方面积累了大量关键技术。我国在硅基量子点的量子计算方向上与国际主要研究力量处于并跑水平。此外，由于拓扑量子计算在容错能力上的优越性，利用拓扑体系实现通用量子计算是国际上面向长远的重要研究目标。目前国内外均在为实现单个拓扑量子比特这一“0到1”的突破而努力。

量子计算的未来发展

在实现了“量子计算优越性”的阶段目标后，未来量子计算的发展将集中在两个方面：一是继续提升量子计算性能。为了实现容错量子计算，首要考虑的就是如何高精度地扩展量子计算系统规模。在实现量子比特扩展的时候，比特的数量和质量都极其重要，需要实验的每个环节（量子态的制备、操控和测量）都要保持高精度、低噪声，并且随着量子比特数目的增加，噪声和串扰等因素带来的错误也随之增加，这对量子体系的设计、加工和调控带来了巨大的挑战，仍需大量科学和工程的协同努力。二是 探索 量子计算应用。预计未来5年，量子计算有望突破上千比特，虽然暂时还无法实现容错的通用量子计算，但科学家们希望 探索 在带噪声的量子计算（NISQ）阶段，将量子计算应用于机器学习、量子化学等领域，形成近期应用。

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