什麼是量子計算機？
量子計算機是利用量子力學現象的計算機。在小尺度上，物理物質表現出粒子和波的特性，而量子計算使用專門的硬體來利用這種行為。經典物理學無法解釋這些量子裝置的執行，而可擴充套件的量子計算機可以比任何現代“經典”計算機以指數速度更快地執行某些計算。特別是，大型量子計算機可以破解廣泛使用的加密方案並幫助物理學家進行物理模擬；然而，目前的技術水平在很大程度上仍處於實驗階段且不切實際。

量子計算中資訊的基本單位是量子位，類似於傳統數位電子學中的位。與經典位不同，量子位可以存在於其兩個“基礎”狀態的疊加中，這大致意味著它同時處於兩種狀態。測量量子位時，結果是經典位的機率輸出。如果量子計算機以特定方式操縱量子位，波干涉效應可以放大所需的測量結果。量子演算法的設計涉及建立允許量子計算機有效執行計算的程式。

事實證明，物理工程高質量量子位具有挑戰性。如果物理量子位與環境沒有充分隔離，它就會遭受量子退相干的影響，從而在計算中引入噪聲。各國政府在實驗研究上投入了大量資金，旨在開發具有更長相干時間和更低錯誤率的可擴充套件量子位。最有前途的兩種技術是超導體（透過消除電阻來隔離電流）和離子阱（使用電磁場限制單個原子粒子）。

任何可以用經典計算機解決的計算問題也可以用量子計算機解決。相反，任何可以用量子計算機解決的問題也可以用經典計算機解決，至少原則上只要有足夠的時間。換句話說，量子計算機遵循丘奇-圖靈論。這意味著，雖然量子計算機在可計算性方面沒有比經典計算機提供額外的優勢，但針對某些問題的量子演算法的時間複雜度明顯低於相應的已知經典演算法。值得注意的是，量子計算機被認為能夠快速解決傳統計算機無法在任何可行時間內解決的某些問題，這一壯舉被稱為“量子霸權”。對量子計算機問題的計算複雜性的研究被稱為量子復雜性理論。