Quantum computing: A taxonomy, systematic review and future directions
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Quantum computing (QC) 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 QC will help to solve many complex and computationally intractable problems in several application domains such as drug design, data science, clean energy, finance, industrial chemical development, secure communications, and quantum chemistry. In recent years, tremendous progress in both quantum hardware development and quantum software/algorithm has brought QC much closer to reality. Indeed, the demonstration of quantum supremacy marks a significant milestone in the Noisy Intermediate Scale Quantum (NISQ) era—the next logical step being the quantum advantage whereby quantum computers solve a real‐world problem much more efficiently than classical computing. 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. QC 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 QC will be invaluable to understand the state‐of‐the‐art of this emerging field and identify open challenges for the QC community to address in the coming years. This article presents a comprehensive review of QC literature and proposes taxonomy of QC. 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 captures the current state‐of‐the‐art in the respective areas. The article identifies and highlights various open challenges and promising future directions for research and innovation in QC.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,005 | 0,017 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,015 | 0,016 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,003 | 0,006 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».