为什么说量子计算机比超级计算机速度快？
量子计算机并不是全面「碾压」经典计算机，量子计算机的加速特性只出现在某一类特定的问题上。
比如Shor演算法分解一个质因数，经典计算机需要处理上百年，用量子计算机大约只需一天。但是，如果只是做普通的加减乘除，量子计算机并不能把这些问题变得更快一些。正所谓「杀鸡焉用牛刀」，量子计算机可被用于解决超大规模的并行计算问题，也就是那些经典计算机无法短时间内处理的问题，但是对于简单的问题，经典计算机的表现已经足够优秀。
总的说来，量子计算机的地位类似于如今的图形处理器（GPU）。因为GPU擅长做并行运算，所以中央处理器（CPU）将特定的任务发送给GPU并控制它的计算流程，最终再将计算完的结果传送回来，以达到加速的效果。
所以，量子计算机最终会找到它的适用场景，例如机器学习、大数据处理等方面，来补充经典计算机所不能解决的问题。
为什么大家都相信, 量子计算机比经典计算机速度快?
最根本的原因, 是 量子纠缠 这一现象在经典计算模型上无法被高效模拟.
计算的本质是可区分的离散物理过程. 像超级计算机、你的个人计算机、DNA计算机、图灵机..这些计算模型, 可以用其中一个来高效模拟其他模型, 所以从本质上并无差别, 都属于经典计算机. 量子计算机所依赖的物理过程是量子力学, 而量子纠缠和经典物理过程有著本质的上的不同.(比如EPR paradox, 其经典诠释已被Bell不等式证否)
不幸的是,目前没有特定的计算任务, 能证明量子计算模型一定优于经典模型的. (谷歌的前一段的quantum supermacy, 学界对这一论断仍有争议. 其理论依据是Scott Aaronson和clj那篇论文, 我看不懂orz).
有人可能会提到Shor演算法, 可以在多项式内(关于长度)对整数进行分解, 而目前没有经典演算法能做到这一点.
但是Shor演算法, 不足以证明, 量子计算机比经典计算机速度快.
因为对于整数分解问题, 是否存多项式的经典演算法, 答案仍然是未知的.
要是
被证明, 这个论断就站得住脚了.
所以, 说归说, 信归信.
事实是怎样,谁知道呢.
- 量子计算机在某些问题的计算上要比经典计算机快，而并不是在所有的问题上都比经典计算机快。
- 量子计算机加速的根源在于量子叠加态的存在，在经典计算中，N位比特的CPU在同一时刻只能存储一种状态，但在量子计算中，N位量子比特的CPU在同一时刻可以同时保存2^N 个状态。
- 如果你想知道每一个状态的值，则你还是需要2^N次测量（计算），与经典计算额复杂度相同，在此状态下量子计算并没有表现加速的能力。
- 如果你不想知道每一个状态的值，你只想知道这些状态的分布（例如：Deutsch演算法中的常函数/平衡函数问题），则你可以设计合适的演算法用不多于N次的次数来得到结果，在这种问题中，量子计算相对于经典计算有指数级的加速。
- 因此，量子计算机是否比超级计算机快取决于问题本身以及是否有合适的量子加速演算法。
量子计算机以指数形式储存数字，通过将量子位增至300个量子位就能储存比宇宙中所有原子还多的数字，并能同时进行运算。全球第一家量子计算公司D-Wave于2015年6月22日宣布其突破了1000量子位的障碍、开发出处理器。
量子霸权，比世界上最强的超级计算机快十五亿倍的量子电脑?mp.weixin.qq.com
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根据我这个爱好者的理解。普通计算机的单元格都是二进位的，简单来说不是1就是0，而量子计算机的原理就是量子在绝对零度下实现量子纠缠，量子计算机的单元格就可以容下1和0，所以量子计算机是每加一个单元格就等于增加一个二的乘方，而普通超级计算机需要更多的单元格才能有量子计算机的速度。迄今为止，可想而知2的16次方有多么的恐怖，什么概念呢，就是现今最发达超级电脑需要10000年才能破解的密码，而量子计算机仅需200s，量子计算机的出现就是世界虚拟化的开端。
就我目前所知，超算基本上都是二进位，而量子计算机都是更高进位的，所以。。。
在两种计算机的物理性能一致的前提下，从程序的角度讲，演算法的速度才是真正的速度，其他无非是scaling的问题。一方面，量子计算机的出现的确使针对一些问题的更高效演算法成为了可能；但另一方面，适用于量子计算机的、针对大多数常规问题的演算法却并非显而易见的高效。
举个可能不太恰当的例子，普通计算机做计算，好比在普通坐标系上画图线，而量子计算机则是在对数坐标系上画，显然在两个坐标系上画y=ax+b 和 y=ax^b的难度是相对的，速度亦然。
量子计算机并没有比超级计算机快。准确地说，量子计算机只有某些特定类型问题的计算速度比超级计算机快。至于原因嘛，你可以这么理解：超级计算机的每一个比特只有两种状态，就像电灯的开关，要么开要么关；量子计算机的每一个比特有无数种状态，就像一个旋钮，从一端到另一端有无数种状态。这就导致量子计算机比超级计算机解决某类问题的时候更有优势得多。
既然量子计算机不是万能的，那么是不是就不用研发了呢？现在的情况是，量子计算机研发出来之后可应用范围太窄了，但是你不研究又不行，万一其他国家发现了新的科技高地，那么我国在这一块的研究就会受制于人，甚至受到他国技术上的「降维打击」。所以目前来说，量子计算机就像鸡肋，食之无味，弃之可惜。所以，总之还是研究吧，反正我们有的是人才和小钱钱。
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