量子计算是一种与经典计算完全不同的、基于量子比特的全新计算技术。经典计算用比特表示0和1，比如，开关的“关”状态表示为0，“开”状态表示为1。显然，个经典比特在同一时刻只能表示0或1两个数中的一个。而量子比特的载体遵循量子力学的规律，可以处于0和1的相干叠加态，也就是说，一个量子比特可以同时包含0和1的信息这种特性称为量子叠加，系统处于量子叠加的能力称为相干性。对叠加的量子比特进行操作，就同时完成了对0和1的操作。这类似于传统计算机中的单指令流多数据流（SIMD）并行；不同之处在于，SIMD并行需要两个经典比特才能完成0和1的并行运算，而量子比特只需一个就可以。更重要的是，量子叠加所能同时表示的数随着量子比特数目的增加而指数增长。N个量子比特能同时包含2的N次方个数的信息，对这N个量子比特的运算就同时完成了对2的N次方个数的运算。这种“超并行”的运算方式带来了量子计算的超强运算能力。
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