量子计算是基于量子力学原理的新型计算范式，利用量子比特（Qubit）实现信息处理。与传统二进制比特不同，量子比特可以同时处于叠加态，这使得量子计算机在特定问题上具备指数级的计算优势。
核心概念
- 量子叠加：量子比特可同时表示0和1，通过叠加态并行处理数据
- 量子纠缠：多个量子比特通过纠缠实现超距关联，为量子通信奠定基础
- 量子门：通过操控量子比特的量子态完成计算操作
应用领域
- 材料科学：模拟分子结构加速新药研发
- 密码学：破解传统加密算法（如RSA），同时推动量子安全技术
- 人工智能：优化机器学习模型训练过程
- 金融建模：风险评估与投资组合优化
当前挑战
- 量子退相干：环境干扰导致量子态丢失（需低温与隔离环境）
- 纠错技术：需大量物理量子比特支撑逻辑量子比特
- 硬件限制：目前主流量子计算机（如IBM、Google）仍处于原型阶段
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