The recent development of quantum computing, which makes use of entanglement, superposition, and other quantum fundamental concepts, has the ability to provide substantial processing advantages over traditional computing. These quantum features help solve many hard problems that cannot be solved with traditional computing methods. These problems are in areas like modeling quantum mechanics, logistics, making chemical-based advances, designing drugs, statistical science, sustainable energy, banking, reliable communication, and quantum chemical engineering. The last few years have witnessed remarkable advancements in quantum software and algorithm creation as well as quantum hardware research, which have significantly advanced the prospect of the realization of quantum computers. It would be helpful to have comprehensive literature research on this area to grasp the current status and find outstanding problems that require considerable attention from the research community working in the quantum computing industry. To better understand quantum computing, this paper examines the foundations and vision based on current research in this area. We discuss cutting-edge developments in quantum computer hardware advancement, and subsequent advances in quantum cryptography, quantum software, and high-scalability quantum computers. Many potential challenges and exciting new trends for quantum technology research and development are highlighted in this paper for a wider debate.


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量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。对照于传统的通用计算机,其理论模型是通用图灵机;通用的量子计算机,其理论模型是用量子力学规律重新诠释的通用图灵机。从可计算的问题来看,量子计算机只能解决传统计算机所能解决的问题,但是从计算的效率上,由于量子力学叠加性的存在,目前某些已知的量子算法在处理问题时速度要快于传统的通用计算机。

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