量子比特或量子位元是经典信息比特的量子类比。经典比特只能具有 0 或 1 的值,而量子比特则由量子态描述。量子叠加意味着量子比特可以同时表示两个状态。这种行为对计算能力的增强具有重要意义。使用 N 个量子比特,我们可以表示 2N 个状态(即,表示的状态数量随着量子比特的数量呈指数增长)。请注意,当在量子算法的末尾应用量子测量时,整个叠加会坍缩为一个状态。因此,我们必须多次运行一种算法,并根据各个状态的统计分布得出结论。通过多次重复,我们可以达到指数级的速度。然而,这种计算能力的提高需要开发新的量子算法并摆脱传统计算。10 还有许多技术难题挑战我们实现大规模量子计算的能力。