【关键词】量子计算  物质量子比特  逻辑量子比特  拓扑量子比特

【中图分类号】O413                              【文献标识码】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2021.07.004

引言

在人类发展的历史长河中，数次工业革命极大地改善了人类的生活、生产条件。第一次工业革命是以蒸汽机为引擎，第二次工业革命主要是以电力为能源的大规模生产模式，现在我们正处在信息革命中，晶体管是我们的引擎。尽管这次工业革命方兴未艾，但是下一次工业革命已经萌芽。这即将来临的工业革命将是以量子技术为基础，所以实际上量子计算机只是这次量子革命当中一个比较突出的技术而已。第一次量子革命是理论的建立，第二次量子革命将把量子理论转化为量子技术，从而释放出量子现象的潜能，指数级地改善计算速度、助推科学技术进步。量子计算机首先是一种量子眼镜，正如望远镜和显微镜赋予人类探索遥远星际和微观世界的新能力，量子计算机会让我们感受到量子世界的丰富多彩。建造量子计算机不可避免但又困难重重，从现在到可扩展通用量子计算机还有很远的路要走。建造可扩展通用量子计算机现在应该正处于科学和工程的交接当口。

量子计算是量子信息科学的一部分，本文不会涉及包括量子通信在内的其他部分。广义的计算已经渗入社会的每一个层面，从而使计算速度和信息储存成为计算机发展的颈瓶。量子计算机不仅会大大提高计算速度，也会带来计算理论的一次范式革命。……