為什麼說量子計算機比超級計算機速度快？
量子計算機並不是全面「碾壓」經典計算機，量子計算機的加速特性只出現在某一類特定的問題上。
比如Shor演算法分解一個質因數，經典計算機需要處理上百年，用量子計算機大約只需一天。但是，如果只是做普通的加減乘除，量子計算機並不能把這些問題變得更快一些。正所謂「殺雞焉用牛刀」，量子計算機可被用於解決超大規模的並行計算問題，也就是那些經典計算機無法短時間內處理的問題，但是對於簡單的問題，經典計算機的表現已經足夠優秀。
總的說來，量子計算機的地位類似於如今的圖形處理器（GPU）。因為GPU擅長做並行運算，所以中央處理器（CPU）將特定的任務發送給GPU並控制它的計算流程，最終再將計算完的結果傳送回來，以達到加速的效果。
所以，量子計算機最終會找到它的適用場景，例如機器學習、大數據處理等方面，來補充經典計算機所不能解決的問題。
為什麼大家都相信, 量子計算機比經典計算機速度快?
最根本的原因, 是 量子糾纏 這一現象在經典計算模型上無法被高效模擬.
計算的本質是可區分的離散物理過程. 像超級計算機、你的個人計算機、DNA計算機、圖靈機..這些計算模型, 可以用其中一個來高效模擬其他模型, 所以從本質上並無差別, 都屬於經典計算機. 量子計算機所依賴的物理過程是量子力學, 而量子糾纏和經典物理過程有著本質的上的不同.(比如EPR paradox, 其經典詮釋已被Bell不等式證否)
不幸的是,目前沒有特定的計算任務, 能證明量子計算模型一定優於經典模型的. (谷歌的前一段的quantum supermacy, 學界對這一論斷仍有爭議. 其理論依據是Scott Aaronson和clj那篇論文, 我看不懂orz).
有人可能會提到Shor演算法, 可以在多項式內(關於長度)對整數進行分解, 而目前沒有經典演算法能做到這一點.
但是Shor演算法, 不足以證明, 量子計算機比經典計算機速度快.
因為對於整數分解問題, 是否存多項式的經典演算法, 答案仍然是未知的.
要是
被證明, 這個論斷就站得住腳了.
所以, 說歸說, 信歸信.
事實是怎樣,誰知道呢.
- 量子計算機在某些問題的計算上要比經典計算機快，而並不是在所有的問題上都比經典計算機快。
- 量子計算機加速的根源在於量子疊加態的存在，在經典計算中，N位比特的CPU在同一時刻只能存儲一種狀態，但在量子計算中，N位量子比特的CPU在同一時刻可以同時保存2^N 個狀態。
- 如果你想知道每一個狀態的值，則你還是需要2^N次測量（計算），與經典計算額複雜度相同，在此狀態下量子計算並沒有表現加速的能力。
- 如果你不想知道每一個狀態的值，你只想知道這些狀態的分布（例如：Deutsch演算法中的常函數/平衡函數問題），則你可以設計合適的演算法用不多於N次的次數來得到結果，在這種問題中，量子計算相對於經典計算有指數級的加速。
- 因此，量子計算機是否比超級計算機快取決於問題本身以及是否有合適的量子加速演算法。
量子計算機以指數形式儲存數字，通過將量子位增至300個量子位就能儲存比宇宙中所有原子還多的數字，並能同時進行運算。全球第一家量子計算公司D-Wave於2015年6月22日宣布其突破了1000量子位的障礙、開發出處理器。
量子霸權，比世界上最強的超級計算機快十五億倍的量子電腦?mp.weixin.qq.com
如果用來預測足球世界盃比分，只要給出初始的數據，瞬間就能模擬出所有的比賽結果，並且實時地調整每一種比賽結果的概率。
根據我這個愛好者的理解。普通計算機的單元格都是二進位的，簡單來說不是1就是0，而量子計算機的原理就是量子在絕對零度下實現量子糾纏，量子計算機的單元格就可以容下1和0，所以量子計算機是每加一個單元格就等於增加一個二的乘方，而普通超級計算機需要更多的單元格才能有量子計算機的速度。迄今為止，可想而知2的16次方有多麼的恐怖，什麼概念呢，就是現今最發達超級電腦需要10000年才能破解的密碼，而量子計算機僅需200s，量子計算機的出現就是世界虛擬化的開端。
就我目前所知，超算基本上都是二進位，而量子計算機都是更高進位的，所以。。。
在兩種計算機的物理性能一致的前提下，從程序的角度講，演算法的速度才是真正的速度，其他無非是scaling的問題。一方面，量子計算機的出現的確使針對一些問題的更高效演算法成為了可能；但另一方面，適用於量子計算機的、針對大多數常規問題的演算法卻並非顯而易見的高效。
舉個可能不太恰當的例子，普通計算機做計算，好比在普通坐標繫上畫圖線，而量子計算機則是在對數坐標繫上畫，顯然在兩個坐標繫上畫y=ax+b 和 y=ax^b的難度是相對的，速度亦然。
量子計算機並沒有比超級計算機快。準確地說，量子計算機只有某些特定類型問題的計算速度比超級計算機快。至於原因嘛，你可以這麼理解：超級計算機的每一個比特只有兩種狀態，就像電燈的開關，要麼開要麼關；量子計算機的每一個比特有無數種狀態，就像一個旋鈕，從一端到另一端有無數種狀態。這就導致量子計算機比超級計算機解決某類問題的時候更有優勢得多。
既然量子計算機不是萬能的，那麼是不是就不用研發了呢？現在的情況是，量子計算機研發出來之後可應用範圍太窄了，但是你不研究又不行，萬一其他國家發現了新的科技高地，那麼我國在這一塊的研究就會受制於人，甚至受到他國技術上的「降維打擊」。所以目前來說，量子計算機就像雞肋，食之無味，棄之可惜。所以，總之還是研究吧，反正我們有的是人才和小錢錢。
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