導(dǎo)語：日前有新聞報(bào)道，由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士領(lǐng)銜的量子光學(xué)和量子信息團(tuán)隊(duì)的陸朝陽、劉乃樂研究小組，在國際上首次成功實(shí)現(xiàn)了用量子計(jì)算機(jī)求解線性方程組的實(shí)驗(yàn)，首次從原理上證明了光學(xué)量子算法的可行性。據(jù)介紹，假使求解一個(gè)億億億級(jí)變量的方程組，即便是用現(xiàn)在世界上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)也至少需要幾百年，而根據(jù)理論預(yù)計(jì)，利用GHz時(shí)鐘頻率的量子計(jì)算機(jī)將只需要10秒鐘。

那么，量子計(jì)算機(jī)為什么可以具有超強(qiáng)的運(yùn)算能力呢？

傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)用“比特”(用“1”或者“0”表示)作為信息存儲(chǔ)單位，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)算。而運(yùn)算過程是經(jīng)由對(duì)存儲(chǔ)器所存數(shù)據(jù)的操作來實(shí)施的。電子計(jì)算機(jī)無論其存儲(chǔ)器有多少位只能存儲(chǔ)一個(gè)數(shù)據(jù)，因此，對(duì)其實(shí)施一次操作只能變換一個(gè)數(shù)據(jù)，為運(yùn)算某個(gè)函數(shù)，必須連續(xù)實(shí)施許多次操作。

而量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算由諸如電子和原子核一類的量子粒子實(shí)現(xiàn)。每個(gè)粒子代表一個(gè)量子位。量子位與常規(guī)位不一樣，在量子位中電子或原子核可以處在一種疊加狀態(tài)，同時(shí)起到1和0的作用。量子計(jì)算機(jī)利用量子粒子的這種性能和特點(diǎn)，用“量子比特”作為信息存儲(chǔ)單位。例如，若有兩個(gè)量子位，他們可以同時(shí)代表所有的兩位組合：00、01、10和11。增加第三個(gè)量子位，就可以代表所有可能的三位組合。這種系統(tǒng)的擴(kuò)展呈指數(shù)形式上升：n個(gè)量子位能代表2的n次方。只要有50個(gè)量子位，我們可以表示從零至大于一萬億的所有二進(jìn)制位，而且是同時(shí)。正是因?yàn)榱孔恿Ｗ拥倪@種特點(diǎn)，使量子計(jì)算機(jī)能夠采用更為豐富的信息單位，從而大大加快運(yùn)行速度。

迄今為止，世界上還沒有真正意義上的量子計(jì)算機(jī)。但是，世界各地的許多實(shí)驗(yàn)室正在以巨大的熱情追尋著這個(gè)夢(mèng)想。如何實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算，方案并不少，問題是在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)對(duì)微觀量子態(tài)的操縱確實(shí)太困難了。目前已經(jīng)提出的方案主要有冷阱束縛離子、電子或核自旋共振、量子點(diǎn)操縱、超導(dǎo)量子干涉等。將來也許現(xiàn)有的方案都派不上用場(chǎng)，最后脫穎而出的是一種全新的設(shè)計(jì)，而這種新設(shè)計(jì)又是以某種新材料為基礎(chǔ)，就像半導(dǎo)體材料對(duì)于電子計(jì)算機(jī)一樣。