引言：

传统计算的局限性：

传统计算机基于二进制系统（0与1），在解决某些复杂问题时效率受限，如药物研发、密码分析及大规模模拟运算等，往往达到其处理能力的极限。

量子计算的优势：

量子计算借助叠加态、纠缠和量子隧穿效应，解决经典计算机难以攻克的问题，主要优势包括：

计算速度极大提升： 例如Shor算法在质因数分解上的表现，远超传统算法。

增强模拟能力： 高精度分子建模可显著加快药物研发进程。

优化复杂问题： 应用于交通流量等大规模物流优化。

全球研究现状与进展：

美国： 谷歌和IBM等公司已实现量子优势里程碑。

中国： 中国科学技术大学等机构在量子实验中保持领先。

欧盟： “量子旗舰”计划资助多项欧洲研究项目。

面临的挑战与限制：

高误差率： 量子系统易受干扰，导致量子退相干现象。

扩展性问题： 构建大规模稳定的量子计算机仍是难题。

成本高昂： 研发与维护费用极为昂贵。

未来展望：

研究正致力于开发纠错代码和可扩展的量子处理器。专家预计，实用型量子计算将在未来十年内落地应用。

参考文献：

Arute, F. 等 (2019). 《使用可编程超导处理器实现量子优势》. Nature期刊。

Pan, J.-W. 等 (2021). 《高性能量子实验》. 物理评论快报。

欧洲委员会 (2023). 《量子旗舰计划》. 官方报告。