具有超强计算本领的量子计算机的出现，将把传统电子计算机远远抛在后面。例如，求一个300位数的质因数，目前最好的超级电子计算机需要几百年乃至上千年的时间来完成，而量子计算机可在以分秒计的时间内得到结果。再比如，号称目前性能最强大的我国“天河二号”超级计算机需要100年才能处理的任务，一台量子计算机只需0.01秒就能完成。

 

　　量子计算机的最大优势在于具有强大的运算能力，能模拟复杂的物理变化和化学反应过程。因此，量子计算机在太空探测、核爆炸模拟、密码破译、材料和药物研制等领域具有突出的优势，有着广阔的应用前景。

 

　　研制中的竞争与较量

 

　　就如同研制智能手机、智能汽车和无人机等热门高端智能化产品一样，在“孕育”量子计算机的过程中也存在着竞争和较量。目前在研制量子计算机所取得的成果方面，中、美两国的研制团队名列前茅。

 

　　早在2013年，谷歌公司就对D—Wave公司研制的所谓量子计算机进行了测试，以便弄清它是如何改善搜索功能和人工智能的，为研制量子计算机做了准备。2014年，谷歌公司聘请了加州大学知名物理学家约翰·马丁尼斯（John Martinis），致力于研发计算机的超导量子位课题。到了2016年6月，谷歌公司发表论文介绍其研制的量子计算机模型。一个月后，谷歌公司又发表一篇论文，将他们的研发计划命名为“量子霸权”，意即要成为量子计算机研制领域的霸主。论文宣示了谷歌建造世界上第一台超高性能量子计算机的愿景，其计算机的量子芯片将达到50个量子比特，因为这已经能使运算速度超过传统电子计算机。同时，谷歌量子人工智能实验室宣布，公司改进研制的D—Wave2x量子计算机的运算速度比传统电子计算机快1亿倍。

 

　　谷歌公司的论文和数据公布后，引起了科技界的质疑和议论。一些专家评论说，传统的电子计算机电路由基本的门来构成，而标准的量子计算机也是由一系列逻辑门来构成量子电路，进而实现各种运算功能。而谷歌公司研制的量子计算机根本就没有量子计算机对应的门的概念，因而还不能称为标准的量子计算机。

 

　　有的专家认为，谷歌公司所说的量子芯片为50个量子比特的计算机就可称为量子计算机，只因为这种计算机在执行某些运算时其运算速度能大幅超越传统电子计算机。这种说法是不确切的，要从量子比特本身来理解：通常，量子比特分为物理比特和逻辑比特。但物理比特不稳定，比如现在有10余个物理比特，但很快就会消失掉。对此就不得不通过纠错码过程对10余个物理比特做冗余，最后生成了一个逻辑比特，而逻辑比特有良好的容错特性。因此，量子计算要产生相对于传统计算有足够多的优势，有效的逻辑比特数目就必须大于30才行，而要研发出真正的量子计算机则需要几百个甚至上千个物理比特。

 

　　谷歌公司声称研制的量子计算机要完成50个量子比特的目标，但并未说明是物理比特还是逻辑比特。若就量子位的数量而言，已经足以满足要求了；但如果是物理比特，50个物理比特显然距离标准量子计算机的要求甚远。

 

　　总的来说，要建造成真正的量子计算机有两个基本要求：一个是量子逻辑门的精度足够高，另一个是逻辑比特的数量足够多。