量子計算機是一種可以實現量子估算的機器，是一種通過量子力學規律以實現物理和邏輯運算，處理和存儲信息能力的系統。它以量子態為記憶單元和信息存儲方式，以量子動力學演變為信息傳遞與加工基礎的量子通信與量子估算，在量子計算機中其硬件的各類器件的規格達到原子或分子的量級。
量子計算機的組成
量子計算機和許多計算機一樣都是由許多硬件和軟件組成的，軟件方面包括量子算法、量子編碼等，在硬件方面包括量子晶體管、量子存儲器、量子效應器等。
量子計算機原理
量子計算機()是一種使用量子邏輯進行通用估算的裝置。不同於電子計算機，量子估算拿來儲存資料的對象是量子位元，它使用量子演算法來進行資料操作。量子估算的原理實際上應當分為兩部份。一部份是量子計算機的化學原理和化學實現；另一部份是量子算法。本文通過引用郭光燦教授的文章來解釋數學部份。
以下為引用的文章：
量子比特可以制備在兩個邏輯態0和1的相干疊加態，換句話講，它可以同時儲存0和1?？紤]一個N個數學比特的儲存器，若它是精典儲存器，則它只能儲存2^N個可能數據當中的任一個，若它是量子儲存器，則它可以同時儲存2^N個數，但是隨著N的降低，其儲存信息的能力將指數上升量子通訊儲存，比如，一個250量子比特的儲存器(由250個原子構成)可能儲存的數達2^250，比現有已知的宇宙中全部原子數量還要多。因為物理操作可以同時對儲存器中全部的數據進行，為此，量子計算機在施行一次的運算中可以同時對2^N個輸入數進行物理運算。其療效相當于精典計算機要重復施行2^N次操作，或則采用2^N個不同處理器施行并行操作。可見，量子計算機可以節約大量的運算資源(如時間、記憶單元等)。
量子估算的兩種有效算法：
1.Shor的算法：采用現有計算機對數N(二補碼寬度為logN)做因子分解，其運算步驟(時間)隨輸入寬度(logN)指數下降。
2.的算法：每查詢一次可以同時檢測所有100萬個號碼。因為100萬量子比特處于疊加態，量子干涉的效應會使前次的結果影響到下一次的量子操作，這些干涉生成的操作運算重復1000(即N√)次后，獲得正確答案的機率為1／2。但若再多重復操作幾次，這么找到所需號碼的概率接近于1。
量子的示意圖
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