乔佳韵

（山东省青岛第二中学，青岛 266100）

1 引言

2016年，世界第一个量子卫星“墨子号”成功地发射升空，更使得处在科技飞速发展时代的人们越发开始关注量子科技。20世纪，电子计算机的出现改变了世界科技发展的进程，在物理学史册中留下了浓墨重彩的一笔。而量子力学的诞生更是颠覆了人们对传统物理的思考。上世纪80年代，人们开始思考是否可以在经典计算机上实现量子算法，于是量子计算这样一个交叉融合了多个学科的新学科就应运而生。在学科不断发展、前进的过程中，量子计算机应运而生，成为世界科技瞩目的尖端技术手段。

在研究电子计算机芯片时人们发现，能耗问题导致了计算机中的芯片发热，极大地影响了芯片集成度，进一步限制了计算机的运行速度。而能耗的根源即是电子计算中的不可逆操作。摩尔定律告诉我们，以现在科技发展的速度，每隔大约两年，集成电路可以容纳的元件数就会增加一倍。半导体技术的发展日新月异，计算机芯片正在渐渐地迈向物理的极限。人们认识到电子计算机的发展正渐渐受到例如量子效应，元件热效应，集成电路密度等物理极限的束缚：而一些输入规模较大的问题利用现有算法很难在可接受的时间内解出。这被认为是量子计算机的一个研究动机。

当电路粗细跨过某个临界值时，电子元件工作时将会出现新的物理现象，这是过去令其工作的理论基础不再奏效，这被称为量子效应。……