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摘要：但迄今为止，量子计算机只被用来解决特定的问题，主要是用来演示它们是如何工作的。相比之下，目前的量子计算机最多只有十几位，量子计算机的工作方式与普通计算机不同。在量子计算机中，称为量子位的位元是由受激原子的量子态编码的，可以是1，0或介于两者之间的任何值。由于量子位元同时处于一种以上的状态，量子计算机可以有效地同时处理许多计算。不过，叠加也是量子计算机难以构建的原因。
量子计算机承诺能够解决复杂的问题，例如解码加密通信和开发新的药物，比传统机器快得多。但迄今为止，量子计算机只被用来解决特定的问题，主要是用来演示它们是如何工作的。
现在，科学家们提出了一种新的 ... ，用微波来控制单个原子，英国苏塞克斯大学离子量子技术小组主任温弗里德·汉辛格说：
“我们正在使用一些新的概念，这些概念极大地简化了如何构建量子计算机。”。亨辛格领导了一项概述设计的新研究。[十大革命性计算机]
量子计算机将由控制被称为离子的带电原子运动的结组成。在传统的3.5英寸（9厘米）硅片上可以安装多达1296个结，并且这些硅片可以连接起来，这样计算机就可以根据需要使用尽可能多的量子比特。相比之下，目前的量子计算机最多只有十几位，
量子计算机的工作方式与普通计算机不同。在一台典型的计算机中，比特被编码成数百万个微小的电路，其值为1或0。在量子计算机中，称为量子位的位元是由受激原子的量子态编码的，可以是1，0或介于两者之间的任何值。
量子位可以做到这一点，因为量子力学允许态的叠加；在观察到粒子之前，粒子从来没有真正处于一种或另一种状态，这意味着它必须以一种可测量的方式与外界互动。叠加并不意味着状态仅仅是看不见的，它确实可以同时存在。由于量子位元同时处于一种以上的状态，量子计算机可以有效地同时处理许多计算。不过，
叠加也是量子计算机难以构建的原因。处于叠加状态的离子永远不能从外部接触任何东西。研究人员称，即使是杂散的热量也会使离子“崩塌”成一种状态，这就剥夺了量子比特进行所有这些计算的能力。新架构中的
新设计，每个结由四个电极组成，它们像十字路口一样相交。在电极下面是导线，它们携带电流并产生磁场。磁场控制着“数据”离子的运动，这些离子从一个电极上的“加载”区进入另一个电极上的“纠缠”区，汉辛格说，
微波在两个离子相遇时被射向它们，它们被缠住了。这意味着一个离子发生的任何事情都会在第二个离子中立即反映出来。这是1或0值的编码位置，但该值未知。改变磁场再次将数据离子移回“十字路口”，在那里，数据离子转向第三个电极，称为探测区。在这一点上，激光击中离子并揭示其状态-1或0。
与数千个这样的结相互连接，科学家可以建立一个真正的量子计算机，根据研究。亨辛格和他的同事们设想了一个由220万个交叉点组成的模块，每侧约14英尺（4.3米），彼此相连。研究人员说，1000个这样的模块大小相当于一个足球场，有20亿个离子，相当于许多量子比特。
是微波和磁场的使用，使得设计更容易放大，亨辛格告诉《现场科学》。
“传统上，“你用激光来执行量子门，”他说但是要制造一台含有大量量子比特的计算机，你需要十亿束激光另一方面，
其他量子计算机设计的陷阱离子温度接近绝对零度，理论上可能是最冷的温度（零下459.67华氏度或零下273.15摄氏度）。亨辛格说，这台机器可以在更高的温度下工作，大约零下351华氏度（零下213摄氏度），使用液氮作为冷却剂。
这类a型量子计算机可以在110天内计算出617位数字。如此大的数字被用于网络上的许多通信的加密。（与流行的神话相反，量子计算机不会尝试每一个因素；相反，它会找到一个捷径，让普通计算机更容易地计算出你想要产生大量的因素。）
DigiCert，一家美国公司，为共同的安全通信提供数字证书，马里兰大学联合量子研究所（University of Maryland's Joint Quantum Institute）从事量子计算设计的物理学教授克里斯托弗·门罗（Christopher Monroe）在其网站上说，即使1000台台式计算机协同工作，也需要比宇宙年龄更长的时间才能达到这一目标这台量子计算机是因为这些模块不依赖于奇异的技术——论文中的一切都可以在今天建成。另一方面，实际建造量子计算机将是一个真正的挑战，他补充道。
一个问题是机器的尺寸太大；研究指出，如果它有20亿比特，它将在一边测量超过300英尺（91米）。
尽管如此，门罗说这项研究还是试图解决一些问题早期的研究没有。例如，亨辛格和他的团队研究了保持计算机足够冷以可靠运行的问题，因为热量会破坏量子比特。门罗说：
“携带电流以产生磁场的激光和电线是真正的热量消耗器”，并且合并一个冷却系统是一个好主意。
这样的设计是日本电信公司NTT量子物理理论研究小组负责人Bill Munro说，向真正的工程迈进。尽管如此，一些挑战仍将存在，他说：
“理论和设计与实际建筑之间有很大的区别。”。不过，他补充说，这种设计的简单性使它看起来很有道理。”关键不在于做十亿个[量子位]。你生产一个，然后10个，或者100个。这是我们一直缺少的东西。
这项新研究今天（2月1日）在线发表在《科学进展》杂志上。
是关于生命科学的原始文章。
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