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量子计算机技术发展趋势 工业和信息化部电子科学技术情报研究所崔德勋黄庆红 根据美国国防高级研究计划局的 有效克服消相干的影响。 广泛的应用至少还需要20年，需进一步 量子信息科学技术路线图2．0版和《欧 扩展量子比特，降低耗能和成本，延长 洲量子信息处理与通信的研究现状、 量子计算机的处理存储能力将 寿命。 远景及目标战略报告》1．4版，现在研 不断提高 究的有7种确定的量子计算技术(核 目前，48个量子比特的量子计算 基于量子计算机的量子因特网 磁共振量子计算，离子陷阱量子计 机和128个量子比特的量子处理器已问建成 世。据美国量子信息科学技术路线图2，0 试验证明，现有的离子阱量子计 算，中性原子量子计算，腔量子电动 的预测，采用固体量子计算技术和超导 算技术、中性原子量子计算技术、光学 力学，光量子计算，固态量子计算， 量子计算技术，都能开发出100个以上量子计算技术、腔量子电动力学计算技 超导量子计算)和10多种潜在的量子 量子比特的量子计算机。2012年，将开术均具有相互交换稳态和暂态量子比特 计算技术。它们可归结成两类，一类 发出50个量子比特以上的量子计算机。 的能力，以及在特定不同位置间可靠传 是利用原子阱、离子阱俘获原子、光 加拿大D-Wave公司还计划在2012年研制 输暂态量子比特的能力，即具有支持量 子，实现量子比特的非固态量子计算 出数万量子比特的超导量子计算机(参 子计算机联网能力。2007年4月，世界 技术，另一类是采用半导体、超导体 见该公司网站)。从应用角度来看， 上首个密码通信网络在北京测试运行成 等材料的固态量子计算技术。非固态 1000个量子比特以上的量子计算机的运功。这是目前唯一无中转可同时互通的 量子计算技术的量子比特数有限，固 算速度已相当惊人，应能满足大多数应 量子密码通信网络，为量子因特网的发 态量子计算机技术的研究渐趋活跃。 用的要求。 展奠定了基础。2009年9月，由中国科 不管是固态还是非固态量子计算技 技大学组建的世界首个全通型城域量子 术，判别其发展生命力的依据是mM公 2020年前后量子计算技术将 通信网络建成，实现5节点星型量子通 司Divincenzo提出的7个判据和对量子 实用化 信网络，这标志着大规模可扩展网络量 计算机的结构，软件和算法的要求， 根据现有研究。量子计算机的耗 子通信技术的成熟。 即是，开发可扩展的、能初始化到基 能高，寿命短。据报道，假设1吨铀235 准态和能读出数据的量子比特，发展 E 通过核发电机l天能提供7000万瓦伏电 D，超导 光学．固态，腔Q 通用逻辑门，研制出消相干时间大于