16、量子计算在医疗保健领域的应用与展望

量子计算在医疗保健领域的应用与展望

1. 量子计算简介

量子计算是一种迅速崛起的创新技术，它利用量子力学的规律来解决传统计算机难以处理的复杂问题。量子力学是一种数学结构，它从根本上涵盖了基础物理学，是所有系统行为的基础。量子计算采用了全新的策略来应对复杂问题，创造出多维度的空间，在这个空间中，连接各个数据点的模式得以显现。

量子计算利用量子叠加和量子纠缠等物理量子现象。量子计算机利用了量子物理学中的一个惊人发现，即一个比特可以同时表示“1”和“0”，这被称为量子比特或qubit。利用这一特性，量子计算为同时处理多个数据位提供了强大的计算基础，能够逐步处理海量信息。

量子计算机的运行主要包括以下三个重要步骤：
1. 数据加载 ：需要将数据从传统计算机分阶段加载到量子计算机中，最终形成一种叠加态，这种叠加态以反映加载数据集的方式整合了上述的基本状态。虽然在传统计算中，数据加载往往被视为一个小问题而被忽视，但在量子计算中，量子数据加载可能是解决方案设计的重要组成部分。
2. 计算执行 ：数据加载完成后，需要在量子计算机内对加载的数据迅速执行计算。这包括以一种能够改变基本状态的方式控制qubit，使其反映出理想计算的结果。
3. 测量报告 ：测量步骤是对计算得到的“输出”叠加态进行观测，并将结果报告回传统计算机。量子计算通常会多次重复进行，每次重复称为一次“shot”。每次shot都会从计算步骤的潜在结果分布中报告一个结果，从而形成一个概率图景，显示出哪种发展具有最高的可能性。

2. 量子计算的应用