想象一下，一臺與人體相連的計算機，所有數據（如人類）存儲在DNA鏈上，且運行速度遠超現有的超級計算機。這不是科幻小說，而已經稱為了科學事實，因為科學家最近展示瞭如何將數據保存到DNA。僅在過去的兩年中，量子計算機處理芯片就在技術領域取得了長足的進步，製造出了處理能力更快、更大和更好的處理器，並已用於實驗。

量子力學定律和計算機

量子力學為構建量子計算機提供了基本定律和基礎。量子力學是描述亞原子粒子如何行為和相互作用的科學領域，它包括量子物理學中的定律，理論和原理，這些定理，理論和原理描述了這些令人難以置信的相互作用在計算領域是如何發生的。

這些理論和定律包括能量量化，定義為量子的能量包；粒子具有波粒二相性；海森堡的不確定性原理，即測量使亞原子粒子崩潰成其兩種潛在狀態之一; 以及物理學家尼爾斯·玻爾（Niels Bohr）提出的對應原理，他認為，任何新理論也必須同樣適用於舊物理學中的傳統現象，而不僅僅是在新理論中描述原子級的粒子和波的行為。

粒子波粒二相性

量子計算機如何運作

在標準計算中，計算機通過以下兩種方式之一對數字的信息進行數字處理：0和1，表示開或關狀態。自從80年代末和90年代初的個人計算機問世以來，計算機速度呈指數級增長，但這些速度，甚至是軍事，研究實驗室和大學所使用的超級計算機，在完成複雜數學方程式的速度方面仍然受到限制。由於解釋和計算某些數學方程式需要多長時間，某些方程式甚至連超級計算機，都需要花費數年的時間才能完成。

對於基於量子比特（稱為量子比特）概念的量子計算機而言，情況並非如此，因為該數據可以同時以多個0和1狀態存在。量子計算機中的量子位越多，它允許的潛在狀態就越多，數據計算就可以進行得更快。由於量子糾纏，愛因斯坦稱之為“遠距離的怪異動作”，在距離很長距離之間的量子位可以無需導線現象工作。因此，一個粒子發生的事情，同時發生在另一個粒子上。

量子計算機用來做什麼

量子計算機運行得如此之快，它們可以破譯當今使用的大多數加密方法，包括銀行交易和其他網絡安全方法。在為非作歹的人手中，量子計算機會造成很大的破壞，並可能使世界陷入技術崩潰。

但是，在有正確意圖的人手中，量子計算機將提升人工智能能力，這與迄今為止所見到的任何東西不同。例如，您可以將週期表和量子力學定律加載到計算機中，以設計更高效的太陽能電池。量子計算機可以微調和優化製造工藝，改進電動汽車電池，更快地計算算法，以消除公路交通堵塞，找出最佳的運輸方法和旅行路線，量子計算機在數據處理方面，已前所未聞的超高速完勝目前經典超級計算機。