量子計(jì)算的概念最早由阿崗國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的P. Benioff于80年代初期提出，他提出二能階的量子系統(tǒng)可以用來仿真數(shù)字計(jì)算，1985年，牛津大學(xué)的D. Deutsch提出量子圖靈機(jī)的概念，量子計(jì)算才開始具備了數(shù)學(xué)的基本型式。然而上述的量子計(jì)算研究多半局限于探討計(jì)算的物理本質(zhì)，還停留在相當(dāng)抽象的層次，尚未進(jìn)一步跨入發(fā)展算法的階段。

量子計(jì)算將有可能使計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力大大超過今天的計(jì)算機(jī)，但仍然存在很多障礙。大規(guī)模量子計(jì)算所存在重要的問題是，如何長(zhǎng)時(shí)間地保持足夠多的量子比特的量子相干性，同時(shí)又能夠在這個(gè)時(shí)間段之內(nèi)做出足夠多的具有超高精度的量子邏輯操作。

日前，由我國(guó)提出的《信息技術(shù) 量子計(jì)算 術(shù)語和詞匯》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提案在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國(guó)際電工委員會(huì)第一聯(lián)合技術(shù)委員會(huì)(ISO/IEC JTC 1)成功立項(xiàng)，這也是首個(gè)量子計(jì)算領(lǐng)域的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目。

該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了量子計(jì)算領(lǐng)域中的常用術(shù)語和詞匯，將有助于量子計(jì)算相關(guān)概念的理解和交流，對(duì)于推動(dòng)以量子計(jì)算為代表的先進(jìn)計(jì)算技術(shù)體系完善、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、軟硬件產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化具有重要的指導(dǎo)意義。

量子計(jì)算

一種遵循量子力學(xué)規(guī)律調(diào)控量子信息單元進(jìn)行計(jì)算的新型計(jì)算模式。對(duì)照于傳統(tǒng)的通用計(jì)算機(jī)，其理論模型是通用圖靈機(jī);通用的量子計(jì)算機(jī)，其理論模型是用量子力學(xué)規(guī)律重新詮釋的通用圖靈機(jī)。從可計(jì)算的問題來看，量子計(jì)算機(jī)只能解決傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)所能解決的問題，但是從計(jì)算的效率上，由于量子力學(xué)疊加性的存在，某些已知的量子算法在處理問題時(shí)速度要快于傳統(tǒng)的通用計(jì)算機(jī)。

量子力學(xué)態(tài)疊加原理使得量子信息單元的狀態(tài)可以處于多種可能性的疊加狀態(tài)，從而導(dǎo)致量子信息處理從效率上相比于經(jīng)典信息處理具有更大潛力。普通計(jì)算機(jī)中的2位寄存器在某一時(shí)間僅能存儲(chǔ)4個(gè)二進(jìn)制數(shù)(00、01、10、11)中的一個(gè)，而量子計(jì)算機(jī)中的2位量子位(qubit)寄存器可同時(shí)存儲(chǔ)這四種狀態(tài)的疊加狀態(tài)。隨著量子比特?cái)?shù)目的增加，對(duì)于n個(gè)量子比特而言，量子信息可以處于2種可能狀態(tài)的疊加，配合量子力學(xué)演化的并行性，可以展現(xiàn)比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)更快的處理速度。

中科大首次研制出非局域量子模擬器

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李傳鋒教授研究組首次研制出非局域量子模擬器，并且模擬了宇稱—時(shí)間(Parity-time, PT)世界中的超光速現(xiàn)象。

這一實(shí)驗(yàn)充分展示了非局域量子模擬器在研究量子物理問題中的重要作用。

量子模擬器是解決特定問題的專用量子計(jì)算機(jī)，這一概念最早由費(fèi)曼于1981年提出。費(fèi)曼認(rèn)為自然界本質(zhì)上是遵循量子力學(xué)的，只有用遵循量子力學(xué)的裝置，才能更好地模擬它，這個(gè)力學(xué)裝置就是量子模擬器。量子模擬器研究中，人們更多關(guān)注的是它的量子加速能力，通常情況下，一個(gè)量子模擬器所操控的量子比特?cái)?shù)越多，它的運(yùn)算能力就越強(qiáng)。

華為首次曝光量子計(jì)算成果

2018年10月12日，華為公布了在量子計(jì)算領(lǐng)域的最新進(jìn)展：量子計(jì)算模擬器HiQ云服務(wù)平臺(tái)問世，平臺(tái)包括HiQ量子計(jì)算模擬器與基于模擬器開發(fā)的HiQ量子編程框架兩個(gè)部分，這是這家公司在量子計(jì)算基礎(chǔ)研究層面邁出的第一步。

2019年08月13日我國(guó)量子計(jì)算研究獲重要進(jìn)展：科學(xué)家領(lǐng)銜實(shí)現(xiàn)高性能單光子源

中科大潘建偉團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次提出了橢圓微腔耦合實(shí)現(xiàn)確定性偏振單光子的理論方案。他們與中山大學(xué)余思遠(yuǎn)研究組、國(guó)家納米科學(xué)中心戴慶研究組、德國(guó)維爾茨堡大學(xué)霍夫林研究組以及丹麥科技大學(xué)格里格森研究組合作，在實(shí)驗(yàn)上發(fā)展出垂直偏振無損消光技術(shù)，解決了上述兩大難題。在此基礎(chǔ)上，他們分別在窄帶微柱和寬帶靶眼微腔中，實(shí)驗(yàn)制備出同時(shí)滿足確定性偏振、高純度、高全同性和高效率的單光子源，再次刷新了單光子源綜合性能的國(guó)際紀(jì)錄，為實(shí)現(xiàn)超越傳統(tǒng)經(jīng)典計(jì)算機(jī)的“量子霸權(quán)”科學(xué)目標(biāo)邁出重要一步。