大家好！我就是科技圈里一直被热议的量子计算本尊。非常开心通过这种形式表达自己以及我的家族。主要是最近真是“人红是非多”。（头疼……）

一会儿说谷歌高调加入一个关于我的超级规格竞赛，要好好研究我；一会儿又说我像孙悟空似的会“72变”，马上就要一统“算力江湖”。（我本来就是大哥，好不好？）

甚至还有人说，我可能会威胁到现在“红的发紫”的区块链……额，不对！是他的儿子比特币的安全……所以，经过家族成员们内部商议，决定发此通告，务必澄清下这些“流言蜚语”！

通告如下，大家要认真看哈！

首先，我先说一下我到底是谁？有多厉害？

我，有两个名字，中文名字叫做量子计算，英文名字是这个：quantumcomputation。最早被阿岗国家实验室的P.Benioff在20世纪80年代初期提出，也算是历史悠久吧！

诞生之后，在漫长的岁月里，1981年对我来说是个特别重要的日子！

也就是那年，在麻省理工学院举行的FirstConference on Physics of Computation中的一场演讲，让我正式定位在波涛汹涌的“算力江湖”，所谓“一入江湖深似海”，就是这个道理。自那以后，位置找准了，大家就开始不断地研究我，研究我！

研究我很重要，因为我真的很厉害！（此处加个着重号！）

大家都是混科技圈儿的，如今在“算力的江湖”，传统计算机二进制已经hold不住要求很高的计算需要，一个字：慢！

简单来说，在常规的计算机中，二进制表现出的信息单元不是" 0" 态就是" 1" 态，这种形式产生的排列组合只有四种，00、01、10、11而已，状态这么单一，很容易猜透，没意思。

而我就不一样，在二进制量子计算机中，我的信息单元被称为量子位，除了处于" 0" 态或者" 1" 态外，还可处于叠加态(superposed state)。

所谓叠加态就是" 0" 态和"1" 态的任意线性叠加，通俗来讲就是我可以是" 0" 态又可以是" 1" 态，而且更厉害的是" 0" 态和" 1" 态还可以以一定的概率同时存在。

再通俗一点理解的话，这个具有叠加态的量子就像我们平时打麻将里面的“混儿”，在没有最终胡牌之前，它可以是“饼”，可以是“万”，可以是“条”，可以是任意一张牌，它是多种牌面可能性的叠加，就是这么任性！

再再通俗一点理解，就像这两年大年三十之前的“集五福活动”，刷刷一扫，一个万能福，那就可以基本无悬念地瓜分几亿红包啦，而这个叠加态就是那个自带光环的“万能福”！（此处有掌声！）

正因为我的特殊技能——叠加状态，才能够让量子位的状态也可以同时处于多种可能性的叠加，状态如此复杂，那处理信息的效率自然堪比坐火箭，双击666的节奏，不是吗？（传统计算扎心了。。。。。）

这样看来，很多传统计算机无法解决的问题，我的出现就有可能提供新的解决方法。基于此，科学家们包括很多企业都在绞尽脑汁探索利用我来加速各个领域的技术发展，例如金融模型研发以及气候预测等。

这里我要介绍下热衷于研究我的人们。

2015年，英特尔启动了一项合作研究项目，想要开发一套具有商业可行性的关于我的系统。

不过，虽然很多关于我的研究已经取得了不小的突破，但总体来讲还是比较“小白”，就像马拉松比赛一样，研究的深入程度仍然停留在最初的一公里上。

其实为了可以更好地发挥我的“厉害之处”，研究者们需要解决很多问题，克服很多困难并作出相应合理的架构决策，其中最困难的一点就是现在依旧不清楚量子比特处理器应该采用哪种形式，这个东西就相当于传统的二进制规则一样。

谈到这个问题，我就要隆重介绍下另外两位与我关系“亲密”的家庭成员，我的两个儿子，分别是超导量子比特（君）与自旋量子比特（君）。

虽然我很厉害，但在理论研究以及实际应用方面还是存在一些缺陷，所以我的两个儿子也一并被纳入到深刻研究的范畴中！（所谓长江后浪推前浪，嗯，淡淡的悲伤！）

其中，超导量子比特（君）在英特尔开发相关测试芯片的过程中已经取得了快速的进步，其他研究者也在积极追随！

此外，英特尔利用专业的技术制造硅晶体管进行相关研发，从而引出了我的另一个儿子自旋量子比特（君）。

实践证明，自旋量子比特运行在硅器件确实可以帮助扫除有关于我的一些从理论研究到实际应用的科学上的障碍。

既然具备如此潜力，那下面详细介绍下我这个儿子吧！

自旋量子比特与今天所熟知的半导体电子器件和晶体管非常相似。其实就是利用硅器件上单电子的自旋以及微小的微波脉冲控制运动来传递量子能量。

电子可以在不同的方向上进行自旋。当电子向上自旋时，可以用二进制值“1”表示；当电子向下自旋时，用二进制值“0”表示。

需要特殊强调的是，这些电子也存在“叠加”这个环节，这意味着它们同时具有向上和向下自旋的概率。

也就是说我的儿子——自旋量子比特（君）也具备“麻将混儿”以及“万能福”的能力！

从理论角度出发，自旋量子比特可以并行处理大量的数据集，这比传统计算机要快得多。

从自身看，我还是比较看好自旋量子比特（君）来继承我的衣钵，为啥？还是比较出真知！

与超导量子比特相比较，自旋量子比特具备很多优点。

第一方面，虽然小但十分强大。（俗话说浓缩的都是精华！）

尽管自旋量子比特的实际尺寸要小很多，并且其联接时间会相对更长，但有利于将系统扩展到商业系统所需的数百万规模量子比特的规模。

第二方面，我们就爱High起来的温度！

硅自旋量子比特可以在比超导量子比特更高的温度下运行（1开尔文，而不是20毫开尔文），大大降低了运行芯片所需系统的复杂性，这就允许将控制电子器件集成到离处理器更近的位置，不会因为温度太高而宕机！

这来自于英特尔与其合作伙伴QuTech正在探索自旋量子比特能否在更高温度的环境中正常运行的研究结果。实践表明硅自旋量子比特的运行环境可以比超导量子比特高1开尔文（或其50倍温度），他们计划于今年3月份在美国物理学会（APS）会议上分享这些研究成果。

第三方面，探究起来应该更容易些。

由于自旋量子比特处理器的设计与传统的硅晶体管技术非常相似，尽管目前还是面临很多科学和工程上的挑战，但英特尔拥有数十年制造大规模晶体管设备和基础设施的经验，有足够的信心制造出一款超高水准的自旋量子比特处理器。

作为父亲，看到这些优点都集中在自己儿子——自旋量子比特身上，实在很开心！

我的缺点VS儿子的优点=将自旋量子比特纳入研究范畴的原因。

在我成功应用到商业领域之前，研究人员必须克服的挑战之一就是我的结构“与生俱来”的极度脆弱性。弱到什么程度？任何噪音或无意观测都有可能导致数据丢失。

同时，这种脆弱性会更加依赖低温环境，这让制作芯片所需要的材料以及制作使用量子比特的控制电子设备面临着巨大挑战。

此外，由于超导量子比特（我的另一个儿子）体积很大，可以在直径55加仑大小的系统中运行，这使量子系统的设计很难扩展到数百万量子比特的规模——但这正是创建一个真正有用的商业系统所必须的。

而自旋量子比特就没有这些弱点，因此，被作为目前重要的“继承人”培养，那研究进展如何？

就在前不久刚召开的美国科学促进会（AAAS）年会上，QuTech展示一个双量子比特自旋量子计算机，该量子计算机可以实现执行两个简单的量子算法的编程。

这一发展为创建更大型基于自旋的处理器做了铺垫，使其有具有了能够应用于更加复杂应用环境的可能性。

除此之外，英特尔在300毫米工艺技术上发明了一种自旋量子比特制造流程，采用了专门用于生产自旋量子比特测试芯片的同位素纯晶圆。

目前正在测试初始晶圆。未来几个月内，寄希望每周可以生产很多晶圆，每个晶圆都有数千个小量子比特阵列。

英特尔公司在300毫米的工艺技术上使用同位素纯晶圆创造出了一个自旋量子比特制作流程（图片来源：Walden Kirsch /英特尔公司）。

未来，英特尔和QuTech这一研究团队将在整个量子系统（或“栈”）中同时研究超导量子比特和自旋量子比特，从量子比特器件到控制这些器件及量子应用所需的硬件和软件架构等，这些都是将我从理论研究推向实际应用的关键。