Quantum computing is an emerging paradigm with the potential to offer significant computational advantage over conventional classical computing by exploiting quantum-mechanical principles such as entanglement and superposition. It is anticipated that this computational advantage of quantum computing will help to solve many complex and computationally intractable problems in several areas of research such as drug design, data science, clean energy, finance, industrial chemical development, secure communications, and quantum chemistry, among others. In recent years, tremendous progress in both quantum hardware development and quantum software/algorithm have brought quantum computing much closer to reality. As the quantum devices are expected to steadily scale up in the next few years, quantum decoherence and qubit interconnectivity are two of the major challenges to achieve quantum advantage in the NISQ era. Quantum computing is a highly topical and fast-moving field of research with significant ongoing progress in all facets. A systematic review of the existing literature on quantum computing will be invaluable to understand the current status of this emerging field and identify open challenges for the quantum computing community in the coming years. This review article presents a comprehensive review of quantum computing literature, and taxonomy of quantum computing. Further, the proposed taxonomy is used to map various related studies to identify the research gaps. A detailed overview of quantum software tools and technologies, post-quantum cryptography and quantum computer hardware development to document the current state-of-the-art in the respective areas. We finish the article by highlighting various open challenges and promising future directions for research.


翻译:量子计算是一个新兴的范例,有可能通过利用诸如缠绕和叠加等量子机械原则,为传统古典计算提供重大的计算优势。预期量子计算这一计算优势将有助于解决药物设计、数据科学、清洁能源、金融、工业化学发展、安全通信和量子化学等若干研究领域许多复杂和计算棘手的问题。近年来,量子硬件开发和量子软件/水平软件/水平计算的巨大进展,使量子计算更接近现实。由于量子装置预计在未来几年稳步扩大规模,量子计算装置脱节和量子互联互连性是新Q时代实现量子优势的两大挑战。量子计算是一个高度热门和快速移动的研究领域,在各个方面不断取得重大进展。系统审查现有量子计算文献对于了解这个新兴领域的现状和确定量子计算界在今后几年面临的公开挑战十分宝贵。本评论文章对当前量子计算文献、定量研究的终极挑战作了一次全面的审查,对当前量子计算机研究的终极分析,对相关量子研究领域提出了各种量子研究工具。我们提出的量子研究的数值和量子数据分析。

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分类学是分类的实践和科学。Wikipedia类别说明了一种分类法,可以通过自动方式提取Wikipedia类别的完整分类法。截至2009年,已经证明,可以使用人工构建的分类法(例如像WordNet这样的计算词典的分类法)来改进和重组Wikipedia类别分类法。 从广义上讲,分类法还适用于除父子层次结构以外的关系方案,例如网络结构。然后分类法可能包括有多父母的单身孩子,例如,“汽车”可能与父母双方一起出现“车辆”和“钢结构”;但是对某些人而言,这仅意味着“汽车”是几种不同分类法的一部分。分类法也可能只是将事物组织成组,或者是按字母顺序排列的列表;但是在这里,术语词汇更合适。在知识管理中的当前用法中,分类法被认为比本体论窄,因为本体论应用了各种各样的关系类型。 在数学上,分层分类法是给定对象集的分类树结构。该结构的顶部是适用于所有对象的单个分类,即根节点。此根下的节点是更具体的分类,适用于总分类对象集的子集。推理的进展从一般到更具体。

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