量子计算机有什么实际的应用意义？

鄙人见识浅薄，还请诸位大神指正。

量子有一种很神奇的特性，也就是量子的叠加态。一个粒子，在我们观测之前，它处于又左旋又右旋的状态。但是我们观测以后，我们只能得到要么左旋，要么右旋的结果。换句话说，在观测的一瞬间，它「塌缩」了。

对于量子处于叠加态的证明，可以搜索一下托马斯·杨的「双缝干涉实验」中，观测手段影响光的波粒二象性的表现，以及「延迟决定实验」中，在一切结束后再对过程进行决定的实验。可以说，量子论打破了经典物理学中的决定论和定域性，实际上，不存在一个确定的「历史」，而取决于我们观察的方式。同时，不同的观测方式甚至可以导致不同的历史。

把它放到量子计算机上，这意味着几个好处。

第一，是指数级增长的计算能力。经典计算机中，一个经典比特只能存储一位信息，要么是 1 ，要么是 0 。但是在量子计算机中，这个比特可能是 0 ，也可以是 1 ，关键是它们同时参与了计算，而只在你观测时，才会塌缩成一个完全确定的解答。假如是 10 经典比特，那么相当于 10 位数据参与运算。而 10 量子比特，就是 2^10 ，也就是 1024 位数据参与了运算，这是多么巨大的差距。

第二，假设现在你的手放在键盘上，准备进行 Google 搜索。不可思议的地方在于，甚至在你想好要搜什么之前，量子计算机就可以完成计算！乍看起来这样非常不合常理，但是实际上，在你打字时，后台就可以开始进行计算。这个计算可能是各种搜索关键字的叠加态，而在你打好字按下回车时，这个叠加态一瞬间塌缩为你要的关键字，你的搜索早已运算完毕了。

第三，我们现在计算机的主要热量，来源于我们对存储器的不断读写和重置。假设我们的存储器内有 0 和 1 组成的杂乱无章的数据，现在我们全部清零。这一刻，我们的存储器显然变得更加「有序」，即无序程度「熵」的降低，而根据热力学定律，这些熵就以热量的形式散发出去。因为微观粒子的幺正性，量子的运算是一种完全可逆计算，信息不会丢失而得到重用，几乎不会有热量的散失。

所以说，届时在一块手表上实现超越一切经典计算机的算力，并且超低功耗和热量，的确不是不可能的。我们可以期待通用量子计算机普及的时候，人类文明会迎来多大的飞跃。