量子運算是一種利用量子力學原理進行運算的技術。與使用 0 和 1 作為基本數據位元（bits）的傳統電腦不同，量子電腦使用量子位元（qubits）。
在傳統電腦中，位元（bits）只能表示 0 或 1 兩個狀態；而在量子電腦中，量子位元可以同時存在於 0 和 1 兩個狀態，這種性質稱為「疊加」（Superposition）。量子疊加讓量子電腦能夠並行處理大量數據，顯著提高運算速度。
量子糾纏（Entanglement）
另一個重要的量子力學現象為「糾纏」：當兩個量子位元糾纏在一起時，儘管兩者相隔很遠，一個量子位元的狀態亦會即時影響另一個量子位元的狀態。
糾纏使量子電腦可以進行複雜的協同運算，這是傳統電腦無法實現的。
量子干涉（Quantum Interference）
量子干涉是另一個量子運算的基本特性。量子位元可在不同路徑上同時進行運算，並通過干涉來篩選出正確的結果，讓量子電腦在某些特定問題上的運算能力遠遠超過傳統電腦。
應用範例
密碼學
量子電腦在解碼加密信息方面具有巨大潛力。量子電腦能夠在幾秒鐘內，解密目前需要數百萬年才能破解的密碼。傳統加密算法如 RSA 加密，對於量子電腦來說可能會變得薄弱，容易破解。
物料科學
量子電腦可以精確地模擬分子和化學反應，這對物料科學和藥物開發具有革命性的影響。科學家可以利用量子電腦來設計更高效的物料和新藥物，縮短開發時間並降低成本。
數據分析
量子電腦能快速分析和處理大數據，提供更準確的預測和更深入的見解。這對於金融市場、醫療診斷和氣象預測等領域具有巨大潛力。
量子運算正急速發展，有潛力徹底改變現時的運算方式，不過距離實用化仍面臨許多挑戰。量子位元對環境的干擾非常敏感，維持其穩定性是一個重要的技術難題。此外，構建和維護量子電腦的成本也非常高昂。
不過隨著全球各地的公司爭相實現量子霸權，大量資金正湧入量子研究：Microsoft 最新推出由拓撲導體（Topoconductor）驅動的運算晶片 Majorana 1*、Google 的 Willow、IBM 的 Condor、AWS 的 Amazon Braket，還有夥拍 NASA 的 Rigetti Computing 等不斷深入研究，致力在更多領域以量子運算解開各種潛能。
*延伸閱讀：Microsoft推Majorana 1量子晶片 更小、更快、更穩定兼可數碼控制
量子運算是一種利用量子力學原理進行運算的技術。與使用 0 和 1 作為基本數據位元（bits）的傳統電腦不同，量子電腦使用量子位元（qubits）。
在傳統電腦中，位元（bits）只能表示 0 或 1 兩個狀態；而在量子電腦中，量子位元可以同時存在於 0 和 1 兩個狀態，這種性質稱為「疊加」（Superposition）。量子疊加讓量子電腦能夠並行處理大量數據，顯著提高運算速度。
量子糾纏（Entanglement）
另一個重要的量子力學現象為「糾纏」：當兩個量子位元糾纏在一起時，儘管兩者相隔很遠，一個量子位元的狀態亦會即時影響另一個量子位元的狀態。
糾纏使量子電腦可以進行複雜的協同運算，這是傳統電腦無法實現的。
量子干涉（Quantum Interference）
量子干涉是另一個量子運算的基本特性。量子位元可在不同路徑上同時進行運算，並通過干涉來篩選出正確的結果，讓量子電腦在某些特定問題上的運算能力遠遠超過傳統電腦。
應用範例
密碼學
量子電腦在解碼加密信息方面具有巨大潛力。量子電腦能夠在幾秒鐘內，解密目前需要數百萬年才能破解的密碼。傳統加密算法如 RSA 加密，對於量子電腦來說可能會變得薄弱，容易破解。
物料科學
量子電腦可以精確地模擬分子和化學反應，這對物料科學和藥物開發具有革命性的影響。科學家可以利用量子電腦來設計更高效的物料和新藥物，縮短開發時間並降低成本。
數據分析
量子電腦能快速分析和處理大數據，提供更準確的預測和更深入的見解。這對於金融市場、醫療診斷和氣象預測等領域具有巨大潛力。
量子運算正急速發展，有潛力徹底改變現時的運算方式，不過距離實用化仍面臨許多挑戰。量子位元對環境的干擾非常敏感，維持其穩定性是一個重要的技術難題。此外，構建和維護量子電腦的成本也非常高昂。
不過隨著全球各地的公司爭相實現量子霸權，大量資金正湧入量子研究：Microsoft 最新推出由拓撲導體（Topoconductor）驅動的運算晶片 Majorana 1、Google 的 Willow、IBM 的 Condor、AWS 的 Ocelot，還有夥拍 NASA 的 Rigetti Computing 等不斷深入研究，致力在更多領域以量子運算解開各種潛能。
