比超級計算機(jī)快百萬億倍僅是量子計算“星辰大?div id="jfovm50" class="index-wrap">！钡牡谝徊?摩爾定律終結(jié)后量子計算將擔(dān)重任

。倘若類比經(jīng)典計算機(jī)，今天的量子計算機(jī)幾乎是位于經(jīng)典計算機(jī)的電子管時代，就連最底層的物理載體還沒有完全形成。

目前主流的技術(shù)路徑有超導(dǎo)、半導(dǎo)

、離子阱、光學(xué)以及量子拓?fù)溥@五個方向，前四種路徑均已制作出物理原型機(jī)。各國科學(xué)家研究比較多、也相對成熟的有超導(dǎo)量子計算、半導(dǎo)量子點(diǎn)量子計算等。

超導(dǎo)量子計算的核心單元是一種“超導(dǎo)體-絕緣體-超導(dǎo)體”三層結(jié)構(gòu)的約瑟夫森結(jié)電子器件

，類似晶體管的PN結(jié)。其中間絕緣層的厚度不超過10納米，能夠形成一個勢壘，超導(dǎo)電子能夠隧穿該勢壘形成超導(dǎo)電流。與其他量子體系相比，超導(dǎo)量子電路的能級結(jié)構(gòu)可通過對電路的設(shè)計進(jìn)行定制，或通過外加電磁信號進(jìn)行調(diào)控。而且，基于現(xiàn)有的集成電路工藝，約瑟夫森結(jié)量子電路還具有可擴(kuò)展性。這些優(yōu)點(diǎn)使超導(dǎo)量子電路成為實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展量子計算最有前景的物理方案之一。

量子點(diǎn)量子計算

，是利用了半導(dǎo)體量子點(diǎn)中的電子自旋作為量子比特。量子點(diǎn)是一種有著三維量子強(qiáng)束縛的半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，其中電子的能級是分立的，類似于電子在原子中的能級結(jié)構(gòu)，因此被稱為“人造原子”。量子比特編碼在電子的自旋態(tài)上，使用微波脈沖或者純電學(xué)的方法進(jìn)行單量子比特操控。量子點(diǎn)方案的優(yōu)點(diǎn)則是量子位可以是嵌套在固態(tài)量子器件上，這與經(jīng)典計算機(jī)的大規(guī)模集成電路的設(shè)計相似，被認(rèn)為是最有可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子計算機(jī)的候選方案。

量子計算機(jī)的運(yùn)算速度取決于其能夠操控的量子比特數(shù)。由于消相干的存在

，操控量子比特難免出現(xiàn)錯誤