从物理的角度看，量子计算机利用的是微观粒子的的特殊力学原理来实现计算的，所以那些同样以量子力学为基础理论的科研及实际应用问题，理论上就更加适合由量子计算机来解决。
“无所不能”这个词有些科幻，更适合形容像《流浪地球2》中的智能计算机，在未来的通用性和泛在性： 能够广泛地应用于我们工作和生活的各个领域，远到完成复杂的科学计算，预警木星危机，中到模拟数字生命图丫丫，近到和我们聊聊天，帮我们打开房间里的台灯…… 但量子计算机不是万能的。 虽然从现实的角度看，未来的计算机越来越强大的趋势是比较明确的，随时、随地、随处可用的未来计算机服务也是可以预期的，但是计算机依然不是“无所不能”的。 而这是由计算机的理论基础——数学决定的。 数学有一个分支叫做可计算性理论和计算复杂性理论，它告诉我们，世界上的很多问题，是无法通过计算来解决的，无论采用什么计算工具，量子计算机也不例外。 那既然量子计算机不是无所不能，那它能做什么，或者说擅长什么样的计算任务呢？ 从数学的角度看，计算复杂性理论中，有一类问题叫做“BQP问题”，是理论上可以由量子计算机多项式时间内可以解决的问题。 典型的BQP类问题有： 整数分解问题，离散对数问题，模拟量子系统中的一些问题等等。 由此看来，在目前数学能够认知的问题领域中，量子计算机能够解决的问题，只是其中一部分。 简单总结，量子计算机更适合计算那些如果用经典计算机来计算，即使用最好的算法，计算量也非常大的一部分问题。 一个形象的例子，就是“大海捞针”问题： 解这道题的算法很简单，就是找遍大海的每一个针可以掉落到的角落。 但是这道题的工作量巨大，需要搜寻整个广袤的大海，从海面、到海底。 类似的问题，还包括在没有索引的情况下，在一个电话簿里查一个号码，在海量人脸中找到你的头像，等等。 即使如此，BQP一类问题也已经可以映射到金融投资组合优化、物流和交通优化等许多应用场景。 如果量子计算机未来真正解决了这些问题，对社会的贡献也是巨大的。 值得一提的是，当前热议的ChatGPT等人工智能大模型技术的研发，也可能和量子计算相关。 虽然还没有确定性的答案，但量子计算有希望在模型压缩、以及训练速度和模型性能等环节，对大模型的研发和提升起到积极作用，值得进一步关注。从物理的角度看，量子计算机利用的是微观粒子的的特殊力学原理来实现计算的，所以那些同样以量子力学为基础理论的科研及实际应用问题，理论上就更加适合由量子计算机来解决。 我们可以直接想到的，如计算化学，分子模拟，新材料研发，医学药品研发等等。 这些问题都是在研究和利用原子分子级别的物质特性，研制具有特殊性能的、大自然中不存在的原子或者分子结构。 量子计算机很可能是未来更优的选择。 再简单说下量子计算机不擅长的。 由于量子计算机的实现原理，目前的量子计算机的研发过程中，存在一个重大的难题： 噪声问题。 简单说，就是在操作量子进行计算的时候，量子本身的稳定性、量子之间相互的影响以及操控动作本身，均会产生计算任务本身不需要的干扰。 而这些干扰会直接影响计算结果的准确性，甚至会造成计算中断和失败。 虽然科学家在不断改进量子的退相干和纠错技术，提高计算准确的概率，但依然达不到百分之百。 当前的量子计算机还不能直接计算出一个结果，只能在一定的概率下，通过观测得到一个确定的结果。 就好比让现在的量子计算机计算“1+1”，只有一定的概率可以得到2的结果， 更不要说让量子计算机来计算更复杂的问题了。 虽然经典计算机也会算错，但经典芯片已具备自动发现错误和修复的能力，因此最终可以得到准确结果。 所以这一类精确的数值计算问题和逻辑判定问题，当前水平的量子计算机相比经典计算机，是不擅长的。 但是，量子计算领域也在研发适合量子特性的纠错技术，量子纠错码和量子容错理论可以通过精巧的数学设计，用多个不完美的量子比特产生更为完美的量子比特，并通过特定容错量子操作，来实现更多步骤，实现更精确计算。 最终，随着采用的纠错码越来越强大，最终可以将整个计算过程的错误率控制到接近于零。 这样，量子计算机就可以精准进行我们想要实现的计算了。