量子計算機（quantum computer）是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算 、存儲及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。
量子計算機，早先由理查德·費曼提出，一開始是從物理現(xiàn)象的模擬而來的。可他發(fā)現(xiàn)當(dāng)模擬量子現(xiàn)象時，因為龐大的希爾伯特空間使資料量也變得龐大，一個完好的模擬所需的運算時間變得相當(dāng)可觀，甚至是不切實際的天文數(shù)字
為什么需要量子計算機？
傳統(tǒng)電能計算機能力依舊有限。隨著計算機發(fā)展，高速計算得以實現(xiàn)，反之，待以解決的問題也變得越來越復(fù)雜、繁瑣。對于復(fù)雜的三維物體或具有量子力學(xué)行為的物質(zhì)，對于當(dāng)前仿真計算技術(shù)仍有較大挑戰(zhàn)。
不可否認，有時候在計算方面，計算機仍力有未逮。近年來備受關(guān)注的區(qū)塊鏈技術(shù)、機器學(xué)習(xí)技術(shù)，均致力于減少求解問題所花費的時間。
經(jīng)典計算機的掣肘在哪？
經(jīng)典計算基于比特和字節(jié)，擁有多重排列模式。經(jīng)典計算的基本單位是比特，它可以處于兩種二元狀態(tài)之一：off或on，在經(jīng)典計算中通常被描繪為0或1。連續(xù)的8比特成為1字節(jié)，其可以儲存更多數(shù)據(jù)，同時根據(jù)不同比特狀態(tài)排列組合，1字節(jié)可擁有256種完整組合，而這些組合也足以使用ASCII系統(tǒng)對拉丁字母表中的每個字符進行編碼。
一種更現(xiàn)代的編碼稱為“Unicode”，使用最多四個字節(jié)的組，足以涵蓋從表情符號到泰米爾字符和許多其他基于字符的語言的所有內(nèi)容，而其超過 100 萬個可用組合中的一小部分而已。
比特解決計算問題的方式可理解為迷宮游戲。假設(shè)比特字節(jié)計算方式為一個迷宮，其目標是使用最短的路徑到達迷宮中心。使用經(jīng)典計算機，沿途的每個交叉點都變成與一位相對應(yīng)的二元決策，其中1/0位表示在迷宮“轉(zhuǎn)彎處”的決策。
通過此種方式，可將每個比特位的組合視為穿過迷宮的一組方向。但每一次的比特字節(jié)組合并非是正確的，一些路徑會重疊，而另一些路徑可能會遇到死胡同，但通過嘗試每種組合，最終可以找到到達中心的最短路徑。然而單字節(jié)就擁有256種組合，為了檢查準確性，經(jīng)典計算機必須研究每種可能的輪組合，并且一次只能檢查一個組合。
經(jīng)典計算核心問題在于多項式時間內(nèi)無法求解
可解問題就是相對于輸入?yún)?shù)的數(shù)量，需要計算的次數(shù)沒有急劇增多的問題。以“從輸入的一組數(shù)字中找出最大的數(shù)字”問題為例，在輸入了6個數(shù)字的情況下，程序逐一對比大小后，大約計算6次可得到解；在輸入了10個數(shù)字的情況下，程序大約需要計算10次；在輸入了100個數(shù)字的情況下，程序大約需要計算100次。即對于“求最大值”這類問題，若輸入了N個數(shù)字，程序大約需要計算N次。
由果溯因反向推理問題求解難度較大，且擁有多種組合，“不可解問題”出現(xiàn)概率較大。對于“從輸入的一組數(shù)字中，找出乘積最接近40的數(shù)字組合”問題，常規(guī)解法是列出所有輸入數(shù)字組合，逐一計算各種組合的乘積，再從中找出乘積最接近40的組合。
如輸入了6個數(shù)字，則有26 = 64種組合；當(dāng)輸入10個數(shù)字時，需要進行210 = 1024次乘法運算；當(dāng)輸入20個數(shù)字時，需要進行210 = 1048576次乘法運算；當(dāng)輸入30個數(shù)字時，需要進行230 = 1073741824次乘法運算，運算的次數(shù)程指數(shù)式增加。
經(jīng)典計算核心問題在于多項式時間內(nèi)無法求解
當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)個數(shù)為N時，計算次數(shù)大約為
第一章 量子計算機行業(yè)現(xiàn)狀
第一節(jié) 量子計算機分類
第二節(jié) 量子計算機的優(yōu)勢
第三節(jié) 量子計算機工作原理
第四節(jié) 量子計算機發(fā)展歷程
第二章 中國量子計算機行業(yè)發(fā)展環(huán)境分析
第一節(jié) 政策環(huán)境分析
一、行業(yè)法規(guī)及政策
二、行業(yè)發(fā)展規(guī)劃
第二節(jié) 經(jīng)濟環(huán)境分析
一、國家宏觀經(jīng)濟環(huán)境
二、行業(yè)宏觀經(jīng)濟環(huán)境
第三節(jié) 社會環(huán)境分析
一、國家科技創(chuàng)新規(guī)劃
二、安徽省支持科技創(chuàng)新政策
第四節(jié) 技術(shù)環(huán)境分析
一、關(guān)鍵技術(shù)分析
二、技術(shù)發(fā)展情況
第三章 國際量子計算機行業(yè)發(fā)展分析
第一節(jié) 全球量子計算機市場總體情況分析
一、全球量子計算機行業(yè)發(fā)展分析
二、全球量子計算機行業(yè)競爭格局
第二節(jié) 美國量子計算機行業(yè)發(fā)展分析
一、美國量子計算機行業(yè)發(fā)展歷程分析
二、美國量子計算機行業(yè)最新技術(shù)突破
三、美國量子計算機行業(yè)發(fā)展趨勢預(yù)測
第三節(jié) 日本量子計算機行業(yè)發(fā)展分析
一、日本量子計算機行業(yè)發(fā)展歷程分析
二、日本量子計算機行業(yè)最新技術(shù)突破
三、日本量子計算機行業(yè)發(fā)展趨勢預(yù)測
第四節(jié) 德國量子計算機行業(yè)發(fā)展分析
一、德國量子計算機行業(yè)發(fā)展歷程分析
二、德國量子計算機行業(yè)最新技術(shù)突破
三、德國量子計算機行業(yè)發(fā)展趨勢預(yù)測
第四章 中國量子計算機行業(yè)運行現(xiàn)狀分析
第一節(jié) 中國量子計算機行業(yè)發(fā)展狀況分析
一、中國量子計算機行業(yè)發(fā)展階段
二、中國量子計算機行業(yè)發(fā)展總體概況
三、中國量子計算機行業(yè)生命周期
第二節(jié) 2021-2023年中國量子計算機行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
一、中國量子計算機行業(yè)發(fā)展回顧
二、中國量子計算機發(fā)展特點分析
第五章 中國量子計算機相關(guān)研究調(diào)研
第一節(jié) 可調(diào)超導(dǎo)量子比特調(diào)研分析
一、超導(dǎo)量子比特介紹
二、超導(dǎo)量子比特和腔的耦合
第二節(jié) 集合運算在量子計算機上的實現(xiàn)調(diào)研分析
一、量子計算的基本原理
1、量子比特
2、量子比特門
3、量子并行性及量子疊加原理
4、量子態(tài)隨時間的演化
5、量子糾纏與量子測量
二、量子算法
1、"black box"指數(shù)加速量子算法
2、量子fourier變換
3、量子求階算法
第三節(jié) 量子計算機的物理實現(xiàn)調(diào)研分析
一、量子計算的優(yōu)越性
二、離子阱系統(tǒng)
三、量子編碼
第六章 實現(xiàn)量子計算機的基礎(chǔ)調(diào)研
第一節(jié) 理論基礎(chǔ)
一、光量子計算
二、量子糾錯
三、玻色采樣
四、單光子源
第二節(jié) 物理基礎(chǔ)
一、色心金剛石
二、超導(dǎo)電路
三、冷原子
四、半導(dǎo)體器件
第七章 量子計算機商業(yè)化進展
第一節(jié) 通用量子計算機進展
第二節(jié) 商業(yè)化專用量子計算機研制進展
一、專用量子計算機商業(yè)化進展
二、商業(yè)化專用量子計算機原理
三、d-wave的應(yīng)用領(lǐng)域
四、專用量子計算機的關(guān)鍵技術(shù)
第三節(jié) 專用量子計算機對信息安全的影響分析
第四節(jié) 量子計算機商業(yè)化的主要應(yīng)用
一、人工智能
二、分子模擬
三、密碼學(xué)
四、金融建模
五、天氣預(yù)報
第八章 中國量子計算機行業(yè)市場與競爭分析
第一節(jié) 2021-2023年我國量子計算機行業(yè)需求市場情況
第二節(jié) 量子計算機行業(yè)競爭力分析
一、上游議價能力分析
二、下游議價能力分析
三、替代品威脅分析
四、新進入者威脅分析
五、行業(yè)競爭現(xiàn)狀分析
第九章 國外量子計算機相關(guān)公司調(diào)研分析
第一節(jié) google
一、公司發(fā)展概況
二、量子計算機技術(shù)水平分析
三、2023-2028年發(fā)展戰(zhàn)略
第二節(jié) ibm
一、公司發(fā)展概況
二、量子計算機技術(shù)水平分析
三、2023-2028年發(fā)展戰(zhàn)略
第三節(jié) microsoft
一、公司發(fā)展概況
二、量子計算機技術(shù)水平分析
三、2023-2028年發(fā)展戰(zhàn)略
第四節(jié) intel
一、公司發(fā)展概況
二、量子計算機技術(shù)水平分析
三、2023-2028年發(fā)展戰(zhàn)略
第十章 中國量子計算機相關(guān)研究機構(gòu)分析
第一節(jié) 中國科學(xué)院
一、發(fā)展概況
二、技術(shù)水平分析
三、2023-2028年發(fā)展戰(zhàn)略
第二節(jié) 中國科技大學(xué)
一、發(fā)展概況
二、技術(shù)水平分析
三、2023-2028年發(fā)展戰(zhàn)略
第三節(jié) 阿里巴巴量子計算實驗室
一、發(fā)展概況
二、技術(shù)水平分析
三、2023-2028年發(fā)展戰(zhàn)略
第十一章 2023-2028年量子計算機行業(yè)前景及趨勢預(yù)測
第一節(jié) 2023-2028年量子計算機市場發(fā)展前景
一、量子計算機市場發(fā)展?jié)摿?
二、量子計算機市場發(fā)展前景展望
第二節(jié) 2023-2028年量子計算機技術(shù)發(fā)展趨勢預(yù)測
第十二章 2023-2028年量子計算機行業(yè)投資機會與風(fēng)險防范
第一節(jié) 行業(yè)投資特性分析
一、行業(yè)進入壁壘分析
二、盈利模式分析
第二節(jié) 行業(yè)投資風(fēng)險分析
一、投資政策風(fēng)險分析
二、投資技術(shù)風(fēng)險分析
三、宏觀經(jīng)濟波動風(fēng)險
第三節(jié) 投資機會與建議
一、行業(yè)投資機會分析
二、行業(yè)主要投資建議
第四節(jié) 行業(yè)發(fā)展趨勢與預(yù)測分析
一、發(fā)展趨勢分析
二、發(fā)展前景預(yù)測
圖表目錄
圖表：2020-2022年國內(nèi)生產(chǎn)總值及增長速度
圖表：2020-2022年三次產(chǎn)業(yè)增加值占生產(chǎn)總值比重
圖表：2023年人口數(shù)及其構(gòu)成
圖表：2021-2023年城鎮(zhèn)新增就業(yè)人數(shù)（萬人）
圖表：2023年居民消費價格月度漲跌幅度
圖表：2023年居民消費價格同比漲跌幅度
圖表：2023年房屋銷售價格漲跌城市同比變化情況
圖表：2021-2023年國家外匯儲備(億美元)
圖表：2021-2023年全國一般公共預(yù)算收入
圖表：2021-2023年全員勞動生產(chǎn)率
圖表：2021-2023年工業(yè)增加值及增長速度
圖表：2021-2023年建筑業(yè)增加值及增長速度
圖表：2021-2023年三次產(chǎn)業(yè)投資占比
圖表：2023年按領(lǐng)域分固定投資占比
圖表：2021-2023年分階段教育招生情況(萬人)
圖表：2021-2023年研發(fā)經(jīng)費支出及增長情況（億元、%）
圖表：2023年專利申請、授權(quán)和有效專利情況
圖表：實現(xiàn)三量子比特ghz態(tài)的電路圖
圖表：執(zhí)行30000次后的概率圖
圖表：轉(zhuǎn)換兩個兩比特量子門并生成替換的并行子電路
圖表：不同模擬量子比特數(shù)的不同層數(shù)模擬計算時間
圖表：行業(yè)生命周期圖
圖表：腔qed耦合示意
圖表：量子退火與模擬退火示意
