量子计算机的潜力源自量子比特的并行性与量子纠缠的关联性。经典比特只能处于0或1，量子比特却能处于叠加态——同时是0和1的混合。n个量子比特可同时表示2^n种状态，操作一次就相当于对2^n个数值并行运算。但对50个量子比特，2^50已超千万亿，传统超级计算机需数月完成的组合优化，量子计算机或只需瞬间。真正质变来自量子纠缠：多个量子比特的状态相互关联，操纵一个即刻影响全体。这使量子算法能巧妙利用干涉效应：让正确答案的概率幅相长，错误答案相消。Shor算法可高效分解大数，威胁现行RSA加密；Grover算法在无序数据库中搜索比经典快平方倍。当前超导（如谷歌）、离子阱（如IonQ）、光量子（如Xanadu）等硬件路线竞争激烈。2023年IBM推出1121量子比特处理器，但纠错仍是最大瓶颈：需数千物理比特编码一个逻辑比特。量子计算机并非取代经典计算机，而是专攻材料模拟、药物研发、优化物流等特定难题——它预示着一个算力突破物理极限的新纪元。
