Review

量子计算在计算机应用领域的潜力与挑战

The Potential and Challenges of Quantum Computing in Computer Applications

作者：严坤明^*

广州工商学院，广东广州

^*通信作者：严坤明，单位：广州工商学院，广东广州

提交：2024-05-15录用：2024-06-24出版：2024-08-07

AI应用研究, 2024, 2(1), 24-27

资助/贡献：作者自筹研究经费，无其它利益冲突需要特别说明。

摘要：

摘要：量子计算，作为计算科学领域的一项前沿技术，正逐渐展现出其在处理复杂问题上的巨大潜力。基于量子力学原理，量子计算利用量子比特（qubit）的叠加和纠缠等特性，实现了信息的并行处理，从而在理论上能够超越传统计算机的计算能力。本文旨在探讨量子计算在计算机应用领域的潜力与挑战，分析其在加密、材料科学、优化问题以及机器学习等方面的应用前景，并深入讨论量子计算在实现过程中所面临的稳定性【更多...】

关键词：量子计算；量子比特；叠加态；纠缠态；加密技术；材料科学；优化问题；机器学习；量子纠错；可扩展性

关键词： 量子计算；量子比特；叠加态；纠缠态；加密技术；材料科学；优化问题；机器学习；量子纠错；可扩展性

摘要 / Abstract

摘要：

量子计算，作为计算科学领域的一项前沿技术，正逐渐展现出其在处理复杂问题上的巨大潜力。基于量子力学原理，量子计算利用量子比特（qubit）的叠加和纠缠等特性，实现了信息的并行处理，从而在理论上能够超越传统计算机的计算能力。本文旨在探讨量子计算在计算机应用领域的潜力与挑战，分析其在加密、材料科学、优化问题以及机器学习等方面的应用前景，并深入讨论量子计算在实现过程中所面临的稳定性、纠错技术、可扩展性以及算法与软件发展等方面的挑战。通过综合评估量子计算的现状与发展趋势，本文为相关领域的研究人员提供了有益的参考和启示。

关键词：量子计算；量子比特；叠加态；纠缠态；加密技术；材料科学；优化问题；机器学习；量子纠错；可扩展性

Abstract:

Quantum computing, as a cutting-edge technology in the field of computer science, is gradually demonstrating its immense potential in tackling complex problems. Based on the principles of quantum mechanics, quantum computing leverages the superposition and entanglement properties of quantum bits (qubits) to achieve parallel information processing, theoretically surpassing the computational capabilities of traditional computers. This paper aims to explore the potential and challenges of quantum computing in computer application domains, analyzing its application prospects in encryption, materials science, optimization problems, and machine learning. It also delves into the challenges faced by quantum computing in terms of stability, error correction techniques, scalability, and algorithm and software development. By comprehensively evaluating the current status and development trends of quantum computing, this paper provides valuable reference and insights for researchers in related fields.

Keywords: Quantum Computing； Quantum Bit (Qubit)； Superposition State； Entanglement State； Encryption Technology； Materials Science； Optimization Problems； Machine Learning； Quantum Error Correction； Scalability

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参考文献 / References

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