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2016年获得诺贝尔物理学奖的量子力学现象在理论上通过量子计算机公司D-Wave Systems开发的量子计算机得到了证明，它展示了量子模拟工具的可能性并找到了理想的新材料。作为量子模拟已经评估它显示出推出的可能性。
物理学，化学和工程学等科学进步中最重要的是追求新材料。计算机和智能手机等先进产品以及客机，火箭和医疗保健领域取得进步的可能性始终始于发现新材料。对新材料的理解一直是创造新技术和克服未来挑战的起点。
开发重量轻但强度足以承受飞机或承受恶劣环境的材料可以帮助航天器到达其他行星。但是，当涉及到发现新材料或分析现有材料时，创建一个完全理解物理特性的系统是一项挑战。
量子计算机有可能成为模拟这些材料的高分析物理特性的有用工具。了解材料的量子力学性质可以带来新的技术进步。
Dewave Systems在8月刊发表的“科学”杂志和6月份的“自然”杂志上发表的一项研究称，它成功地使用量子计算机模拟量子材料。基于经典的量子计算机概念，现有的计算机已经成功地进行了过于复杂的模拟。通过直接模拟材料的量子态，可以进行更复杂的模拟。这是一个时间表，使量子计算机能够期待理解材料和设计新材料的新时代。
它可以应用于各种应用材料，如抗癌药物或新电池。通过量子计算机的量子模拟，有可能生产出未来无法获得的全新材料。
DeWave Systems使用其量子计算机D-Wave 2000Q进行了量子系统模拟。 20世纪70年代，理论物理学家David Thouless，华盛顿大学名誉教授，布朗大学教授Michael Kosterlitz和Duncan Haldane普林斯顿大学教授，基于拓扑相变和物质拓扑阶段的理论。
通过DiWave 2000Q系统的人工模拟观察到的拓扑相变特征与量子效应的理论预测一致。 Coaterlitz博士说，该论文在模拟真实系统方面取得了突破，如果没有量子计算机，这是不可能实现的。在未来，量子模拟器有望探索复杂且难以理解的物理系统，并将仿真结果量化为真实的系统模型。预计一些例子将应用于该模拟方法。
Di Wave Systems宣布，已经发布了超过70个应用程序，如机器学习和网络安全等各个领域的应用，已经发布了两篇论文的结果，并且正在开发量子计算机的实际应用。
谷歌和微软等全球IT公司也正在研究量子计算机的实际应用。大自然去年还表示量子计算机正在超越研究阶段进入发展阶段。
自2014年以来，谷歌一直在使用比现有超级计算机具有更高计算性能的超导体开发量子计算机。微软正在开发一种基于多种理论的量子计算机，包括开发拓扑量子计算机。
量子计算机研究的研究人员数量也在增加。由于大多数这些量子计算机研究处于类似的时间点，因此对具有示范性量子计算机化设备的物理实验的需求日益增长。这方面的一个例子是Di Wave Systems的物理实验。
如果量子计算机投入实际使用，则通过量子叠加一次进行大规模操作，其中现有计算机中的现有位仅同时存在于0或1中，并且量子纠缠中存在两个量子位同时处于同一状态。
对量子计算机的兴趣日益增长的原因是，自20世纪60年代以来稳步发展的计算机相关技术随着它们的发展每年变得越来越小，越来越强大，但人们会想到物理限制。计算机的组件很简单，例如存储设备，计算设备和控制设备。计算机具有芯片和模块，逻辑门和晶体管。晶体管只是一个开关。棚子或停止的信息。
这里流动的最小信息数据单位由比特表示。如上所述，该位具有值0或1.比特不能由0或1表示，但是多个比特可以表示更复杂的信息。
逻辑门是处理简单操作的简单形式，如果它是AND门，如果它全是1则发送1，如果不是则发送0。但是，这也可以处理所有计算，例如加法和乘法。您只需要一个简单计算的捆绑包。可以说七岁的孩子正在聚集和计算，但如果数量增加，就可以玩物理和复杂的3D游戏。
然而，当物质变小时，两者的性质都会出现。如前所述，晶体管是电开关，电流是电子的运动。开关阻止此流程。目前使用的晶体管尺寸通常使用14nm制造工艺，其尺寸仅为HIV病毒的八分之一，并且是红细胞尺寸的1/500。
当这个尺寸减小时，电子通过隧道效应离开墙壁。以一定的概率退出障碍。技术正在达到物理极限。
它是一种旨在解决这个问题的量子计算机。现有的计算机使用比特，但量子计算机使用量子比特，这两个粒子都可以同时采用两个状态。状态0和1接近光子的偏振态。量子比特可以同时存在两种状态，而不是一种状态。
为了在常规计算机上表示4位信息，可以一次显示16个量子位。由于20肘，你可以有多达100万平行。
如前所述，存在量子纠缠现象。这意味着即使两个量子位被分开，它们也会同时处于相同的状态。人们可以看到另一个人的状态。
然而，量子比特操作是困难的。逻辑门输出一个输入。然而，量子计算机的量子门在输入和输出方面是复杂的。观察量子比特的输入是通过量子门纠缠的，所有可能的计算都是在同一时间进行的。问题是我想要实现的结果就是其中之一。有必要找到它。
但是，如果您利用两者的特性，可以快速计算。例如，数据库搜索。检索现有数据库需要引用所有元素，因为我们需要逐个引用数据来调查某些内容，当然这需要很长时间。但是，量子算法可以搜索平方根时间。换句话说，花费一百万秒的搜索可以在1000秒内结束。
信息安全。目前，因特网或银行通过公钥加密来加密和保护信息。当然，公钥加密可以通过计算解密，但是用现有的计算机处理它需要几年的时间。但是如果你在这里使用量子计算机，你可以立即结束它。
在这个例子的开头，量子计算机可以用于模拟。模拟是一个需要大量计算的领域。此外，量子力学本身可用于研究。当然，它可以帮助医学发展。
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