IT是一个繁荣的行业，寄托着无数人的梦想，充斥着无数的造梦神话。
IT是一个悲催的行业，层出不穷的新概念让人应接不暇，几乎只要有一天不学习，都可能让你寝食不安。
量子计算机是一个炒的比较热的概念，目前还处于上升期，感觉上已经到了爆发的边缘，似乎随时可以呼之欲出。
通常对于量子计算机的理解就是，因为量子计算机的存储特征，可以处理很大的数据，而不是像传统计算机那样只是处理1、0二进制数，因此计算效率更高。从而有可能颠覆现有的计算机架构，甚至现有的所有的加密算法，因为新的、高速的量子计算机的出现，都将因为可能会被快速的解密而失去效用。
这个概念对，但也不全对，并且可能丢失了很多重要的内容。所以这里试图更通俗的解释一番。
说量子计算之前，我们首先要看一下传统的计算机是如何工作的：
体系结构、硬盘、内存、CPU啥的就不用说了，对于计算本身来说，这些体现不出来什么不同。
我们要从CPU来解析，当前不管多么复杂的计算机，计算的根本来自于两个部件：
寄存器 ：用于存储计算用的数据，及计算的结果，比如当前的64位CPU,其实就代表寄存器是由64位二进制数组成的。
逻辑门 ：用于通过各种复杂拼接、组合，从而完成所需的计算。常见的逻辑有：与、或、非。
下面对应传统的计算机，我们说说量子计算机的的原理。
对于传统计算机来讲，测量就是读取，读取又是所有运算的基础，功能没啥好多说的，就是知道寄存器中保存的数值是什么。
量子计算机就复杂了，你应当听说过薛定谔的猫，猫放在箱子里面，箱子里面的放射性元素是否衰变决定着猫的死活，但是在你打开箱子之前，你无法确定，而在打开箱子的瞬间，你实际也改变了箱子的状态，也就是影响了猫的生死，这是量子物理重要的一个特征。
这个特征产生了以下几个重要的概念，或者说重要的特征，这些特征决定了量子计算机的几个重要功能。
传统的计算机，无论是寄存器还是存储器，很重要的一个指标就是确定性或者说稳定性。在寄存器方面，其中的每一位(bit),可以确定是1或者是0，64位计算机，寄存器保存的数值最大是2的64次方（2^64）。
量子计算机采用叠加态在寄存器中保存数据，因此同一个寄存器，可能保存了多个数据，这导致量子寄存器可以保存的数值，在同样位数下，比传统计算机保存的数据更多。
当前的量子计算机，每一位(bit),通过叠加态可以保存2对可以互相转换的状态，可以分别表示两位二进制数字。因为两位二进制数共有4个状态，因此量子计算机寄存器指定位长下，可以最大表达4的N次方(4^N)的数字。
而同时因为叠加态及可互相转换的特征，实际上每个指定位长的寄存器，都可能存储2^N个数据，而不是1个，这就是量子计算机的超强存储能力（本项能力只是基于理论设想，在当前的各种量子机实现中，还没有看到资料介绍实际的实现）。
因为叠加态和测量也会对其中数值造成的影响，实际其中的值是由概率决定的。这在量子计算机的制造和算法的研究中，都必须考虑到的问题。
量子密码因为不可测的特征带来的无法窃听和不可克隆特征，强大的量子计算能力虽然对传统的密码学是一个灾难，但同时也会出现新的、更强大的加密算法。从公开资料上看，我们国家所实现的星-地量子通讯的主要基础就是来自于此。
向量计算和并行计算因为上面说的叠加态的两对状态，每一个计算实际都转换为了向量运算。现在计算机中最耗能的几项运算：挖矿、图形图像、深度学习等，都是转换成向量和矩阵进行运算的。在传统的计算中，因为二进制的特征，一般复杂度都是O(2^N),而在量子计算机中，因为这种特征，每次是两个数据参与运算，所以复杂度是O(N)。所以运算量不再呈现指数飙升，而是线性增加。
此外，因为叠加态的存在，我们在量子运算中，不必像传统计算一样同时只处理一个数值，而是同时处理叠加的多个数值，实现了真正的并行计算。而传统计算中的并行，不过是把大的并行转换成多个小的时间片再串行而已。这更进一步的提高了运算能力。当然这也需要更复杂的并行算法来支持。
如同传统计算机一样，量子计算机也是通过逻辑门的运算来完成实际运算的。
同时因为上面说过的那些特征，单量子比特门也有一个很重要的特征：可逆性，我们知道，传统计算机的逻辑门是不可逆的，而单量子比特门的各种运算都可逆；另外一个重要特征就是上面说过的：可并行。
这些常用的门中，包括以下几个：
Hadamard：旋转门
CNOT:受控非门，如果第一位置1，倒置第二位，否则保持不变。
Toffoli：控-控-非门，也叫CCNOT，如果前两位置1，它将倒置第三位，否则所有位保持不变
noop：单位门，等于不做任何操作。
X门：求非变换，NOT门
Z门：相位移动操作
Y门：相当于上面两个门的组合，Y=ZX