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量子計算機向我們走來
提起量子力學，許多人都覺得它高深莫測。的確，它本是為了說明微觀世界里發生的、與日常生活經驗相矛盾的種種現象才誕生的。由于同日常生活距離較遠，所以人們往往對它敬而遠之，然而現在它正隨著量子計算機的姍姍而來，正逐步走近我們的生活。
計算機面世50多年來，性能提高了約10億倍。在取得這一巨大成就的同時，也意味著按老的方式發展計算機快到頭了。支持現有計算機的半導體技術，把電子視為粒子作為它的工作基礎。然而電子和光子一樣具有波粒二象性。當其活動空間較大時，的確可以把它當作粒子對待而忽略其波動性。一旦活動空間減小，例如，當集成電路線寬小于0．1微米（目前已達到0．18微米，三五年后便可達到0．1微米）時，其波動性質便不可忽略，這時便需開發工作原理建立在量子力學基礎上的計算機，它便是量子計算機。
不僅因為技術發展的本身促使出現量子計算機，而且量子計算機本身的魅力也在激發人們開發它的熱情。例如，現在計算機領域廣泛使用的RSA等公開鑰加密系統，就是以巨大數的質因子分解極為困難作為前提而設計出來的。一個400位長的數字要對其進行因子分解，即使使用世界上最快的巨型機也要用10億年時間，而人類的歷史才300多萬年。但若用量子計算機求解，有一年左右的時間便夠了，這樣，加密系統的密碼破譯便容易得多。它給社會帶來的震蕩也可想而知。
量子計算機之所以能使求解速度快這么多，是因為它有量子并行計算的能力，這也是量子計算機的最大優點所在。這還只是反映它的威力的一個方面。人們對它還有許多期待。正是這些期待，促使量子計算機最近不斷取得新進展。
和現有計算機類似，量子計算機同樣主要由存儲元件和邏輯門構成，但是它們又同現在計算機上使用的這兩類元件大不一樣。
現有計算機上，數據用二進制位存儲，每位只能存儲一個數據，非0即1。而在量子計算機中采用量子位存儲，由于量子疊加效應，一個量子位可以是0或1，也可以既存儲0又存儲1。這就是說量子位存儲的內容可以是0和1的疊加。由于一個二進制位只能存儲一個數據，所以幾個二進制位就只能存儲幾個數據。而一個量子位可以存儲2個數據，所以n個量子位就可以存儲2n個數據。這樣，便大大提高了存儲能力。
現在計算中基本的邏輯門是“與”門和“非”門，對量子計算機來說，所有操作必須是可逆的，就是說由輸出可以反推出輸入。因此現有的邏輯門多不能用，而需要使用能實現可逆操作的邏輯門。它就是“控制非”門，又叫“量子異或”門。
有了存儲信息的量子位，又有了用以進行運算的量子邏輯門，便可以建造量子計算機了。
量子計算機突出的優點有兩個，一是能夠實現量子并行計算，可加快解題速度；二是n個量子位可存儲2n個數據，大大提高了存儲能力。至于它的弱點，一是受環境影響大，二是糾錯不大容易。
根據目前正在開發中的量子計算機看，它現在有三種類型：核磁共振（NMR）量子計算機、硅基半導體量子計算機、離子阱量子計算機。
在核磁共振量子計算機方面，美國麻省理工學院和英國牛津大學都開發出了自己的樣機，前者叫“堆積式”量子計算機，后者叫“咖啡杯”計算機。
硅基半導體量子計算機也取得了進展，已成功地制成由兩個稱為量子箱的微細半導體微粒放在一起、從而實現使兩個原子共享電子的類似于分子鍵的人工分子，它作為今后實現量子計算機的一種基礎技術，正受到人們的注意。因為它和現有計算機一樣，都是建立在硅半導體技術基礎上的，所以能夠借鑒以往更多的經驗，因此也更具有吸引力。
離子阱量子計算機把一系列自旋（基本粒子和原子核的屬性之一，相當于它們固有的動量矩）為1／2的冷離子禁錮在線性量子勢阱里，組成一個相對穩定的絕熱系統。同核磁共振計算機不同，這種量子計算機由激光來實現自旋翻轉的“控制非”操作。由于在這種系統中很容易在任意離子間實現n位量子門，所以具有光明的前景。

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