首先量子計算指的是用量子計算機計算，還是用量子力學計算？如果是前者，那就是更快的計算能力。如果是後者，從現在來看。計算只能作為實驗的補充。但可以為實現提供更深刻的理論依據。理想上來看，計算或許能代替實驗，尤其是節省昂貴的材料成本。然而，現在的計算成本，時間成本和價格，本身就不低，尤其是超算，世界上能提供充足超算資源的地方就不多。但從長遠來看，加上人工智慧和大資料，還是很有前途的。

入選理由：研究者們最近開始使用量子計算機對簡單分子進行建模，而這僅僅是開始

技術突破：IBM 採用 7 量子位元的量子計算機對小分子的電子結構成功地進行彷真計算

重大意義：藉助該技術，科學家能瞭解分子的各個方面資訊並以此開發出更有效的藥物以及更高效生成或傳輸能源的新材料

主要研究者：IBM、Google、哈佛大學 Alán Aspuru-Guzik 教授、中國科技大學、中國科學院、浙江大學、阿里巴巴等

成熟期：5 到 10 年

傳統計算方式只能用很接近的方式來模擬分子的量子特性，但其實很多變化並無法掌握到，而量子計算本身的量子特性，卻使其能夠非常精確的掌握分子的變化，以致於能夠精確模擬出分子的結合與運動狀態。

哈佛大學的 Alán Aspuru-Guzik 教授曾經提出利用量子計算器來設計新材料的分子，舉例來說，他當初的設想是要使用模擬來製作用於太陽能電池的有機光伏材料，為此他花了多年的時間在研究如何把化學模擬轉而成為量子計算可以理解並操作的形式。

不過最後設計出來的成果，仍必須要藉助傳統計算架構的幫助，畢竟量子計算還是有其限制存在，如果能夠讓各種計算方式同時有效發揮，那對於這種科研的推動將帶來明顯的幫助。

另外，IBM 研究團隊也成功地使用了IBM Q 來準確模擬氫化鈹（BeH2）的分子結構，這是迄今為止由量子計算器模擬的最大的分子。這是非常重要的突破,因為在量子水平上模擬任何分子是不容易的任務。

模擬分子的目的是確定它們將如何與其他化合物相互作用，因此研究人員可以為藥品和電池等東西創造安全有效的化學模型。要做到這一點，科學家需要找到分子的最穩定的配置，稱為它的基態。

理論上，這應該是很直接的，但要真正理解分子的行為，你必須弄清每個原子中的每個電子是如何與其他原子的原子核相互作用的，包括在如此小的量子效應上發生的異常尺度。

當然，目前的量子計算不僅在模型設計上，甚或者是其應用情境，都有很大的限制，光是要保持量子位元的穩定性，就必須耗費龐大的成本，更不用提到計算，因此未來如何在更低成本的前提下改進量子位元的穩定性，讓量子計算能夠為更多產業所利用，是目前許多科學家希望達成的成果。