量子计算的使用和应用
在本单元中，你将浏览量子计算一些最有潜力的应用。
量子计算机可以解决哪些问题？
量子计算机不是可以更快地完成所有操作或解决任何可能的问题的超级计算机。 量子计算机扩展了我们可以有效解决的问题集，但仍然存在量子计算机无法解决的过于复杂的问题。
下图按复杂程度显示了不同的问题集。 量子计算机能够比经典计算机更有效地解决名为 BQP（有界误差量子多项式）的问题。 该名称意味着可以使用量子计算机在多项式时间内对问题求解。 BQP 问题的示例包括分解问题和搜索问题。
事实上，量子计算研究的目标之一就是研究与经典计算机相比，量子计算机可以更快地解决哪些问题，以及这种加速能够达到的程度。 量子计算机非常适用于需要计算大量可能组合的问题。
量子模拟
量子力学是我们宇宙的基本“操作系统”。 它描述了自然界的基本组成部分是如何运作的。 自然界的行为（例如化学反应、生物反应、物质形成）往往涉及到多体量子交互。 量子计算具有模拟本质上属于量子的机械系统（如分子）的潜力，因为量子比特可用于表示所涉及的自然状态。 我们可以建模的量子系统的示例包括光合作用、超导以及复杂的分子形成。
资源估算
Azure Quantum Azure 资源估算器提供一种方法来估算在缩放的量子计算机上运行量子程序所需的资源，从而帮助你为量子计算的未来做好准备。 它可以帮助你回答诸如需要哪些硬件资源之类的问题。 需要多少个物理和逻辑量子比特以及哪些类型？ 运行时间有多长？
因此，你将能够优化算法并生成解决方案，以在量子计算机可用时利用缩放量子计算机的优势。
量子加速
量子计算研究的目标之一就是研究与经典计算机相比，量子计算机可以更快地解决哪些问题，以及这种加速能够达到的程度。 两个众所周知的示例是 Grover 算法和 Shor 算法，它们分别在其经典对应项上产生多项式加速和指数加速。
在量子计算机上运行的 Shor 算法可打破经典加密方案，例如 Rivest–Shamir–Adleman (RSA) 方案，该方案在电子商务中广泛用于安全数据传输。 此方案基于使用经典算法对素数进行因式分解的实际困难。
Grover 算法加快了非结构化数据搜索解决方案的速度，与传统算法相比，其搜索步骤更少。 事实上，任何允许你检查给定值是否为有效答案的问题（“是或否问题”）都可以用搜索问题来表述。