量子計算是一種令人興奮的全新計算模式，它不同于當前數據中心、云環境、PC和其它設備中的數字計算。數字計算需要把數據編碼為二進制數字（比特位），每個比特位處于兩個確定狀態中的一個（0或1）。然而，量子計算使用量子位，后者可以同時處于多個狀態。因此，量子位上的操作可以實現并行的大量計算。

從本質上說，量子計算就是并行計算的終極目標，有著攻克傳統計算機無解難題的巨大潛力。例如，例如，量子計算機可以模擬自然環境來推進化學、材料科學和分子建模等領域的科研工作。

下面是構成量子計算基礎的四個關鍵概念。

一. 疊加

如果把經典物理學看作一枚硬幣，那么這枚硬幣不是反面就是正面。比特位類似于此，不是0就是1。在量子物理學中，這枚硬幣就像持續旋轉中的硬幣，同時代表正面和方面。因此，量子位可以同時是0和1，同時上下旋轉。

量子態：同時代表多個經典狀態

二. 糾纏

糾纏讓量子計算能夠指數級擴展。如果一個量子位同時代表兩個狀態，兩個量子位結合起來就可以代表四個狀態。它們不再被獨立看待，而是形成糾纏在一起的超級狀態。隨著更多量子位鏈接到一起，狀態的數量呈指數級增長，能夠為計算機實現天文數字般的計算能力。

兩個量子位不再被獨立看待，它們形成超級狀態

三.脆弱性

量子態非常脆弱。測量、觀察、接觸或擾亂任何這些狀態，它們就會坍塌成經典狀態。這些狀態不會堅持很長時間，這也就是為什么目前很難制造量子計算機。

如果被噪聲或測量所干擾，量子態會坍塌成經典態

四.不可克隆

脆弱性的一個推論是“不可克隆定理”。在經典物理中，如果兩個比特位由下面的硬幣來表示，人們可以復制或竊聽和重新創建該信息。相比之下，如果人試圖觀察或復制一套量子位中的糾纏信息，則這些信息會丟失。量子態無法在發送者或接收者不知情的情況下被復制。這個概念是量子通信的基礎。

無法在不破壞量子態的情況下復制、攔截或竊取

量子計算可以大幅提升性能，有望解決當前的計算機無法解決的具體復雜問題。真正的量子計算機仍處于初級發展階段，但量子計算有望解決復雜的模擬問題，例如大規模金融分析和更高效的藥品開發。