量子計算機，顧名思義，就是實現量子計算的機器。要說清楚量子計算，首先看經典計算。經典計算機從物理上可以被描述為對輸入訊號序列按一定演算法進行變換的機器，其演算法由計算機的內部邏輯電路來實現。經典計算機具有如下特點： 其輸入態和輸出態都是經典訊號，用量子力學的語言來描述，也即是:其輸入態和輸出態都是某一力學量的本徵態。如輸入二進位制序列0110110，用量子記號，即|0110110＞。所有的輸入態均相互正交。對經典計算機不可能輸入如下疊加態：C1|0110110 ＞＋ C2|1001001＞。 經典計算機內部的每一步變換都演化為正交態，而一般的量子變換沒有這個性質，因此，經典計算機中的變換（或計算）只對應一類特殊集。 相應於經典計算機的以上兩個限制，量子計算機分別作了推廣。量子計算機的輸入用一個具有有限能級的量子系統來描述，如二能級系統（稱為量子位元（qubits））,量子計算機的變換（即量子計算）包括所有可能的麼正變換。因此量子計算機的特點為: 量子計算機的輸入態和輸出態為一般的疊加態，其相互之間通常不正交； 量子計算機中的變換為所有可能的麼正變換。得出輸出態之後，量子計算機對輸出態進行一定的測量，給出計算結果。 由此可見，量子計算對經典計算作了極大的擴充，經典計算是一類特殊的量子計算。量子計算最本質的特徵為量子疊加性和量子相干性。量子計算機對每一個疊加分量實現的變換相當於一種經典計算，所有這些經典計算同時完成，並按一定的機率振幅疊加起來，給出量子計算機的輸出結果。這種計算稱為量子平行計算。 無論是量子平行計算還是量子模擬計算，本質上都是利用了量子相干性。遺憾的是，在實際系統中量子相干性很難保持。在量子計算機中，量子位元不是一個孤立的系統，它會與外部環境發生相互作用，導致量子相干性的衰減，即消相干（也稱“退相干”）。因此，要使量子計算成為現實，一個核心問題就是克服消相干。而量子編碼是迄今發現的克服消相干最有效的方法。主要的幾種量子編碼方案是：量子糾錯碼、量子避錯碼和量子防錯碼。量子糾錯碼是經典糾錯碼的類比，是目前研究的最多的一類編碼，其優點為適用範圍廣，缺點是效率不高。 迄今為止，世界上還沒有真正意義上的量子計算機!
量子計算機，顧名思義，就是實現量子計算的機器。要說清楚量子計算，首先看經典計算。經典計算機從物理上可以被描述為對輸入訊號序列按一定演算法進行變換的機器，其演算法由計算機的內部邏輯電路來實現。經典計算機具有如下特點： 其輸入態和輸出態都是經典訊號，用量子力學的語言來描述，也即是:其輸入態和輸出態都是某一力學量的本徵態。如輸入二進位制序列0110110，用量子記號，即|0110110＞。所有的輸入態均相互正交。對經典計算機不可能輸入如下疊加態：C1|0110110 ＞＋ C2|1001001＞。 經典計算機內部的每一步變換都演化為正交態，而一般的量子變換沒有這個性質，因此，經典計算機中的變換（或計算）只對應一類特殊集。 相應於經典計算機的以上兩個限制，量子計算機分別作了推廣。量子計算機的輸入用一個具有有限能級的量子系統來描述，如二能級系統（稱為量子位元（qubits））,量子計算機的變換（即量子計算）包括所有可能的麼正變換。因此量子計算機的特點為: 量子計算機的輸入態和輸出態為一般的疊加態，其相互之間通常不正交； 量子計算機中的變換為所有可能的麼正變換。得出輸出態之後，量子計算機對輸出態進行一定的測量，給出計算結果。 由此可見，量子計算對經典計算作了極大的擴充，經典計算是一類特殊的量子計算。量子計算最本質的特徵為量子疊加性和量子相干性。量子計算機對每一個疊加分量實現的變換相當於一種經典計算，所有這些經典計算同時完成，並按一定的機率振幅疊加起來，給出量子計算機的輸出結果。這種計算稱為量子平行計算。 無論是量子平行計算還是量子模擬計算，本質上都是利用了量子相干性。遺憾的是，在實際系統中量子相干性很難保持。在量子計算機中，量子位元不是一個孤立的系統，它會與外部環境發生相互作用，導致量子相干性的衰減，即消相干（也稱“退相干”）。因此，要使量子計算成為現實，一個核心問題就是克服消相干。而量子編碼是迄今發現的克服消相干最有效的方法。主要的幾種量子編碼方案是：量子糾錯碼、量子避錯碼和量子防錯碼。量子糾錯碼是經典糾錯碼的類比，是目前研究的最多的一類編碼，其優點為適用範圍廣，缺點是效率不高。 迄今為止，世界上還沒有真正意義上的量子計算機!