量子计算，是基于量子理论原理的技术，在原子和亚原子层面上，解释能量和物质的本质。它依赖于令人难以置信的量子力学现象的某种存在，例如叠加态和纠缠态。

在20世纪30年代著名的“薛定谔的猫”的实验中，一只猫既死又活。这个实验的目的，本是为强调“叠加态”是荒谬的。叠加态是指：量子系统可以同时存在于多个状态中，直到被观察或被测量。

如今，量子计算机包含有几十个位元（量子位元），它们充分利用了这一原理。在测量前，每个量子位元，都存在于0和1的叠加中（即非零概率为0或1）。量子位元的发展，对处理大量的数据，和达到以前无法达到的计算效率水平方面，具有重要意义。

而这也正是量子计算的潜力所在。当薛定谔想着僵尸猫的时候，爱因斯坦正在观察他所描述的“远距离的幽灵行为”，这些粒子的传播速度，似乎比光速还要快。他看到的是纠缠在一起的电子。“纠缠态”是指同一量子系统中粒子的状态，不能相互独立描述。即便它们相隔得很远，仍是同一个系统的一部分。如果你测量一个粒子，其余的粒子似乎马上就“确定”了。目前，测量纠缠粒子的记录距离1200公里，约745.6英里。纠缠意味着：整个量子系统大于其各部分之和。

上述所说的现象，可能隐约让我们感到不舒服，因为它和我们以前对世界的了解存在很大差距。事实上，薛定谔早就对此描述了他的感觉，据说，薛定谔在量子理论发展之后，他说过：“我不喜欢它，我很抱歉，我和它有关系。“

有一个原则，可以帮助理解经典计算和量子计算之间的区别。

经典计算机是二进制的。也就是说，它依赖于一个事实，即：每一个bit，只能以0或1两种状态中的一种存在。薛定谔的猫只是说明：亚原子粒子，可以同时呈现无数种状态。如果你想象一个球体，如果北极是0，南极是1，那么就会有一个二元状态。在一个量子位元中，整个球体可以容纳无数的其他状态，而将这些状态与量子位元之间的关系联系起来，使量子计算能很好地适应，经典计算无法完成的各种特定任务。创建量子位元并维持其存在足够长的时间以完成量子计算任务，是一个持续的挑战。

那么，它将如何帮助创造一个更美好的世界呢。量子计算的目的，是帮助和扩展经典计算的能力。量子计算机将比传统计算机更有效地执行某些任务，提供用于特定应用的新工具。量子计算机不会取代经典计算机，事实上，它需要经典计算机来支持它们的特殊能力，比如系统优化。

量子计算机也将有助于在能源、金融、医疗保健和航空航天等不同领域，提出解决方案，他们的能力将帮助治疗疾病，改善全球金融市场、疏通交通、应对气候变化等等。例如量子计算有潜力加速药物的发现和开发，并提高用于跟踪和解释气候变化，及其不利影响的大气模型的准确性。

而从实际情况看，最新的可核实的全球投资和专利申请数据，反映了这两个领域的增长。这一趋势可能会持续下去。

根据《经济学人》的报道，进入2015年，全球在量子计算领域的非机密国家投资总计约17.5亿美元。欧盟以6.43亿美元名列榜首。而如果从国家讲，美国以4.21亿美元投资额位居第一，其次是中国（2.57亿美元）、第三是德国（1.4亿美元）、第四是英国（1.23亿美元），和加拿大（1.17亿美元）。20个国家在量子计算研究上，至少投资了1000万美元。

与此同时，汤姆森创新公司开展的一项专利搜索显示：美国在量子计算相关专利申请中，以295项领先，其次是加拿大（79项）、日本（78项）、英国（36项）和中国（29项）。预计到2017年底，与量子计算相关的专利家族数量将增加430%。

其结果是：各国、科技巨头、大学和初创企业，都在探索量子计算及其潜在应用领域。据说量子计算机将破坏当前的加密方案，杀死区块链，并服务于其他黑暗目的。当然，量子计算也可以通过一种开源、协作的研究和开发方法，为更大的利益服务，一旦更广泛地使用这种技术，这种方法就会流行。