量子運算屬於電腦科學、物理學和數學等多個學科領域，它的運算速度比傳統電腦更快，可解決更複雜的問題。例如使用目前的電腦計算出迷宮的路，電腦只會逐一查看每條通往出口的路線，直到找到最佳路線。而量子計算機能夠一次過同時查看每條路徑，直到找到解決方案。此外，傳統計算機按順序處理問題，量子計算機可以快速在決策樹（decision tree）中，找到最佳解決辦法。
這門科學另一特點稱為「糾纏」（entanglement）。「糾纏」帶些玄妙，也曾被愛因斯坦否定、形容為「幽靈般超距離作用」的存在。如果你拋擲兩個硬幣，一個硬幣的結果與另一個硬幣的結果並不相干。然而，在量子運算中，一個量子粒子與另一個量子粒子之間無論相距多遠，即使相隔數百萬英里，兩夥粒子的行為都可能因為某些原因，如同鏡像般出現關聯。去年諾貝爾物理學獎得主就是在實驗中證明量子力學「糾纏」的存在。
有人認為，這些特點令量子運算能執行超級複雜的計算，較整全地處理問題，包括處理不確定性情況。最終它可運用在金融領域中，找到最佳的投資組合，或者能更有效篩選更多藥品並精準地模擬藥品的化學反應，可更快更廉宜地處理即使最強的超級電腦也無法解決的問題，令人滿載寄望。
近來，以量子計算和量子通訊為代表的第二次量子革命又在興起。波士頓顧問公司（BCG）預計，到2025年，量子運算便會成為現實，而我也深信這門新興科技的發展，將會為人類帶來一個劃時代的科技突破。
撰文：香港大學工程學院計算機科學系、社會科學學院地理系及建築學院客席教授鄧淑明博士