一、量子電腦歷史與研究現狀
量子電腦， 早先由理查·費曼提出， 一開始是從物理現象的類比而來的。 可發現當模擬量子現象時， 因為龐大的希爾伯特空間而資料量也變得龐大。 一個完好的模擬所需的運算時間則變得相當可觀， 甚至是不切實際的天文數字。 理查·費曼當時就想到如果用量子系統所構成的電腦來類比量子現象則運算時間可大幅度減少， 從而量子電腦的概念誕生。 量子電腦， 或推而廣之——"量子資訊科學"， 在1980年代多處於理論推導等等紙上談兵狀態。 一直到1994年彼得·秀爾（PeterShor）提出量子質因數分解演算法後，
二、量子電腦理論的一些基本概念
1.貝爾(Bell)態：兩個物理系統所處的四種方式對應的四種不同的具有強關聯性質的量子態， 古典上要想做到這一點， 只存在兩種形式或者兩個系統處於相同的狀態或者處於不同的狀態。 然而由於量子態對應的概率幅可正可負， 使得可實現狀態的數目增加了一倍。
2.貝葉斯規則：一個以兩種不可區分的途徑發生的事件， 欲求其發生的概率可以先分別考慮每一條途徑的概率再將其求和。
3.位元：二進位碼的一個二進位數字位元。
4.不確定性原理：由於不可消除的隨機性進入量子物理而導致的一個基本結果。 不確定性原理暗示著不可能將系統製備到一個使得所有可能的測量結果都確定的狀態上。
5.CN門：受控非(Controlled-NOT)門、也叫異或閘， 作用於兩個二進位位元(位元元)。 一個位元作為控制位元元， 另一個作為目標位元元。 控制位元從不發生變化， 但若控制位元為1， 則目標位元元反轉(0→1,或1→0)。
6.超級電腦：1996年12月16號英特爾(Intel)公司與美國能源部(DOE)聯合， 宣佈他們新近建成一台「超級電腦」。 這是第一台達到每秒一兆次運算的電腦。
7.疊加：如果一個系統的一個物理態可以以多種不同的並且是未知的途徑實現， 則此物理系統實際的態就是這些不同途徑的疊加。 對於實現這個物理態的每一條途徑都對應一個不同的概率幅。 疊加原理是量子理論的一個基本特徵也是費曼規則的另一種表述形式。
8.二進位碼：一種表示訊息的編碼系統，
9.EPR佯謬：是指A.愛因斯坦、N.羅孫和B.波多爾斯基在1935年發表的一篇論文。 論文的本意是想利用糾纏態來揭示：如果賦予物理態以古典解釋的話， 量子力學是不完備的。 這是第一篇揭示量子糾纏奇妙性質的論文。
10.費曼規則：對於一個可以經由兩條或更多條不可分辨的途徑發生的事件， 其概率幅等於各條途徑的概率幅之和.在量子力學中費曼規則取代了古典概率論中的貝葉斯規則。
11.分束器：一種將入射光束分成等強度的反射光束和透射光束的光學裝置， 並且在分束過程中光的總強度不衰減。
12.概率幅：量子物理預示著宇宙帶有不可消除的隨機性。 這一理論使我們得以計算一個給定觀察的概率。
13.自旋：自旋是一個與物理系統的旋轉對稱性相對應的物理量。 它不能為古典牛頓物理學所預言， 只是量子世界的一個新特性。 在某種情況下， 自旋只能取兩個分立的值。
14.偏振：在古典物理學中， 光是一種電場和磁場的自激波。 在真空中電力垂直於光束的傳播方向。 電力所指的方向稱為(光)波的偏振。
15.平面偏振：如果一束光的電力方向始終平行於一個固定軸， 且垂直於傳播方向則這束光處於平面偏振。
16.因數分解：尋找大整數的質數因數。 如果這個數有許多位這將是一個非常難以求解的問題。 但是檢驗因數分解是否正確要比尋找質數因數容易的多。這種單向性質使得因數分解成為密碼學的一個重要工具。
17.光子：愛因斯坦通過假定光是以分立的全同波包(即光子)的形式傳遞能量，從而解釋了光電效應。光的頻率決定了每個光子的能量。光強決定了光束中光子的數目。
18.糾纏位元(ebit)：一個糾纏位元元就是對一個兩系統的量子糾纏態的一部分做測量，由測量結果(是,否)所獲得的二進位數字。
19.量子位元：一次測量如果等可能地產生兩種相飭的結果，就需要一個位元的訊息來存儲這個結果。然而在一個量子態中，兩種互斥結果可以用兩個概率幅來編碼。在這種情況下這個量子態就編碼成了一個量子位元元，而它在實驗上並不同於一簡單的硬幣投擲。
20.量子糾纏：如果一個物理系統由若干個相同的子系統構成，子系統之間存在關聯，並且這些關聯通過兩種或更多種途徑實現，則這個複合系統處於一種由不同途徑關聯在一起的疊加態，這個態被稱為是糾纏的。糾纏是量子物理的關鍵特徵，這使得量子計算比古典計算強大的多。糾纏所導致的物理影響仍然沒有完全弄清楚。
21.量子理論：量子理論指出物理世界是不可約地隨機的。即是說對於一個物理態無論我們對其瞭解的如何詳盡，都無法使得對這個態的所有可能的測量都具有確定的結果。並且測量結果的怪異性質不能由通常的概率規則給出，必須基於概率幅的概率計算。
22.量子邏輯：在經典的世界中使用的是布林邏輯系統,在一個量子的世界中使用的是量子邏輯系統,它們的代數結構分別是布爾格和正交模格。
23.布洛赫（Bloch）球
24.量子電腦：顧名思義，就是實現量子計算的機器。要說清楚量子計算，首先看經典計算。經典電腦從物理上可以被描述為對輸入信號序列按一定演算法進行變換的機器，其演算法由電腦的內部邏輯電路來實現。經典電腦具有如下特點
(1). 其輸入態和輸出態都是經典信號，用量子力學的語言來描述，也即是:其輸入態和輸出態都是某一力學量的本征態。如輸入二進位序列0110110，用量子記號，即|0110110＞。所有的輸入態均相互正交。對經典電腦不可能輸入如下疊加態：
C1|0110110＞ ＋ C2|1001001＞。
(2). 經典電腦內部的每一步變換都演化為正交態，而一般的量子變換沒有這個性質，因此，經典電腦中的變換（或計算）只對應一類特殊集
相應於經典電腦的以上兩個限制，量子電腦分別作了推廣。量子電腦的輸入用一個具有有限能級的量子系統來描述，如：二能級系統（稱為量子比特（qubits）），量子電腦的變換（即量子計算）包括所有可能的麼正變換。因此量子電腦的特點為
(1). 量子電腦的輸入態和輸出態為一般的疊加態，其相互之間通常不正交。
(2). 量子電腦中的變換為所有可能的麼正變換。得出輸出態之後，量子電腦對輸出態進行一定的測量，給出計算結果。
由此可見，量子計算對經典計算作了極大的擴充，經典計算是一類特殊的量子計算。量子計算最本質的特徵為"量子疊加性"和"量子相干性"。量子電腦對每一個疊加分量實現的變換相當於一種經典計算，所有這些經典計算同時完成，並按一定的概率振幅疊加起來，給出量子電腦的輸出結果。這種計算稱為"量子平行計算"。
三、量子電腦的發展
"量子電腦"是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子資訊的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是"量子資訊"，運行的是"量子演算法"時，它就是"量子電腦"。"量子電腦"的概念源於對"可逆電腦"的研究。研究"可逆電腦"的目的是為了解決電腦中的"能耗問題(散熱問題)"
20世紀60年代至70年代，人們發現"能耗(熱量)"會導致電腦中的晶片發熱，極大地影響了"晶片的集成度"，從而限制了"電腦的運行速度"。研究發現，能耗(熱量)來源於"計算過程中的不可逆操作"。那麼是否計算過程必須要用不可逆操作才能完成呢？問題的答案是：所有"古典電腦"都可以找到一種對應的"可逆電腦"，而且不影響"運算能力"。既然電腦中的每一步操作都可以"改造為可逆操作"，那麼在量子力學中，它就可以用一個么正變換來表示。早期"量子電腦"，實際上是用量子力學語言描述的"古典電腦"，並沒有用到量子力學的本質特性，如量子態的"疊加性"和"相干性"。在"古典電腦"中，基本資訊單位為"比特(Bits)"，運算物件是各種"比特序列(Bytes)"。
與此類似，在"量子電腦"中，基本資訊單位是"量子比特(quBits)"，運算對象是"量子比特序列(quBytes)"。所不同的是，"量子比特序列(quBytes)"不但可以"處於各種正交態的疊加態上"，而且還可以"處於糾纏態上"。這些特殊的量子態，不僅提供了"量子平行計算"的可能，而且還將帶來許多奇妙的性質。與"古典電腦"不同，"量子電腦"可以做任意的么正變換，在得到輸出態後，進行測量得出計算結果。因此，"量子計算"對"古典計算"作了極大的擴充，在數學形式上，"古典計算"可看作是一類特殊的"量子計算"。"量子電腦"對每一個"疊加分量"進行變換，所有這些變換同時完成，並按一定的"概率幅"疊加起來，給出結果，這種計算稱作"量子平行計算"。除了進行"平行計算"外，量子電腦的另一重要用途是"模擬量子系統"，這項工作是"古典電腦"無法勝任的。無論是"量子平行計算"還是"量子模擬計算"，本質上都是利用了"量子相干性"。遺憾的是，在實際系統中"量子相干性"很難保持。在"量子電腦"中，"量子比特(quBits)"不是一個孤立的系統，它會與外部環境發生相互作用，導致量子相干性的衰減，即"消相干"。因此，要使"量子計算"成為現實，一個核心問題就是"克服消相干"。而"量子編碼"是迄今發現的克服消相干最有效的方法。主要的幾種"量子編碼(quCode)"方案是："量子改錯碼(quECC)"、"量子避錯碼(quEAC)"和"量子防錯碼(quDMC)"。"量子改錯碼"是古典改錯碼的類比，是目前研究的最多的一類編碼，其優點為適用範圍廣，缺點是效率不高。
迄今為止，世界上還沒有真正意義上的"量子電腦"。但是，世界各地的許多實驗室正在以巨大的熱情追尋著這個夢想。如何實現"量子計算"，方案並不少，問題是"在實驗上實現對微觀量子態的操縱"確實太困難了。目前已經提出的方案主要利用了"原子"和"光腔相互作用"、"冷阱束縛離子"、"電子或核自旋共振"、"量子點操縱"、"超導量子干涉"....等。現在還很難說哪一種方案更有前景，只是量子點方案和超導約瑟夫森結方案更適合集成化和小型化。將來也許現有的方案都派不上用場，最後脫穎而出的是一種全新的設計，而這種新設計又是以某種新材料為基礎，就像"半導體材料"對於目前"古典電子電腦"一樣。研究"量子電腦"的目的不是要用它來取代現有的電腦。"量子電腦"使計算的概念煥然一新，這是"量子電腦"與其他電腦如："光電腦"和"生物電腦".....等的不同之處。"量子電腦"的作用遠不止是解決一些"古典電腦"無法解決的問題。想像口袋中裝著超高速電腦是什麼樣子？「量子電腦」（Quantum Computer）有著比現在傳統電腦強大許多倍的計算能力。至今理論研究已日趨完善，然而目前世界上還沒有真正意義上的量子電腦，換句話說，可以實用量產的系統還未出。今年2月中旬，加拿大一家新成立的公司宣稱推出全球第一台商用量子電腦，引起專家學者的質疑和議論。也不禁令人遐想，量子電腦的時代提前來臨了嗎？量子電腦是根據原子或原子核所具有的量子學特性來工作，運用量子情報學，基於量子效應構建的一個完全以量子位（quBits）為基礎的電腦。位於溫哥華的D-Wave公司宣稱，該公司以量子學原理所研發出的電腦將比當今世上最優質電腦的作業系統快出許多倍來。這台名為「Orion」（獵戶座）的電腦，使用傳統的平版印刷術，搭配核心的一塊超低溫、超導鈮晶片，可處理16個量子位（qubits）。核心晶片必須冷卻至接近絕對零度(-273.15℃)，以便其計算過程中維持量子狀態。該公司表示，這台量子電腦可同時進行6萬4,000個運算程式。根據量子學定律，在電路圖所流動的數位位可能代表的是0也可能是1，量子電腦有辦法應付處理大量且更複雜的電腦指令。該公司的執行長賀伯·馬丁（HerbMartin）表示，某些不同種類的問題是無法用數位電腦解決的。數位電腦很適於跑程式，量子電腦則對於應付大量不同的可變因素很在行。D-Wave公司聲稱其於2月13日展示的量子電腦原型是全球第一台商用電腦，內裝有可以執行16量子位（qubits）的量子晶片。該公司計畫在未來的18個月內，於2007年底將速度提高到（32 qubits）， 於2008年將速度提高到（512qubits）到（1024qubits），並開始提供商業租用。量子電腦的外型長得如何？當前它的原型和大型的電冰箱一樣大，溫度更低。因為它所使用的超導體電路必須冷凍保存，以便大量的運算程式能夠順利進行。
量子電腦的用途
賀伯·馬丁表示，人類可以使用量子電腦來設計基因藥物。（每個人體細胞有3億個「基本成對數DNA」或者是著名「DNA雙螺旋結構的梯」）；企業也可以用量子電腦來管理他們的產物供需鏈。馬丁說：「想想看，倘若某家公司有40個工廠並生產了100萬不同的零件，那麼需要記錄的事務可就不少了。」量子電腦亦可被用於維護安全。由於911事件，許多各國政府及公司都紛紛重視生物統計學，建立了大量有關他們欲追蹤物件的圖片、指紋以及其他多樣種類方法的資料庫(DB)。恐怖分子名單上的人，即使能安全地通過海關檢查。藉由量子電腦基本上能夠快速地藉由先前已由安全局輸入的龐大資料庫中來再次校對是否對方為恐怖分子。
馬丁表示，該產品的推出證明量子電腦商業化這個技術的概念。D-Wave的潛在客戶是商業界。商業界人士不在乎這個技術如何可行，只要能解決他們複雜的商業方式。商業用途的電腦不需要太花俏的技術細節。事實上，D-Wave的電腦是一台混血機種，使用傳統數位電腦，搭配量子晶片做為加速器或者副處理器（co-processor）。後端是一台機架式電腦（rack-mounted PC）搭配處理器。主要的部分是這顆量子晶片，由鈮鋁超導材質製成，冷凍存貯在氦液桶中。量子電腦之所以能達到高速運算是因為他的基本資料單位為量子位元（qubits），可以同時處理0和1，並快速處理所有的量子位（qubits）。目前我們使用的數位電腦計算一次只能處理一個資料位元（data bit）。
大多數的工程師都認為量子電腦的技術還有一段遙遠的路要走。實用的量子電腦至少還要10年以上的時間才會問世才對。D-Wave公司於今年2月 13日發表這台量子電腦原型，是通過網路連結的方式連線發表，更加引起專家學者質疑其真實性。美國宇航局（NASA）位於加州Pasadena的Jet Propulsion實驗室的工程師Alan Kleinsasser于3月7日公開承認他們確曾為D-Wave量身訂制一顆特別的量子晶片。對於NASA的 Microdevices 實驗室（隸屬於JetPropulsion實驗室）工程師來說，接受客戶委託開發超導體線路晶片是一件很平常的事。他們也曾接受委託替紐約的Hypres Inc設計晶片，也曾替歐洲太空局（European Space Agency）的希瑟（Herschel）任務製造太空船設備。
量子電腦是否真如D-Wave所言不久後就會在現實生活中上演了呢?大多數的知名電腦公司對此感到質疑。另有專家認為，如果真能有這樣一台實用的量子系統，特別在財務系統的加解密還很脆弱的此時，這將是一項重要的技術突破。但專家同時認為，像D-Wave這樣的小公司若真擁有這樣的技術一定會積極發展，在他們獲得技術解決方案的5～8年內，很可能被重量級的技術先驅如Intel和IBM網羅。利用量子電腦來「開創電腦新紀元」是世界上許多實驗室熱情追逐的夢想。D-Wave公司利用量子晶片和傳統電腦結合以達到其商業化的用途，雖然離學術上的專業還有一段距離，但似乎預告量子時代提前來臨的可能性。多數分析家表示，目前量子電腦的關鍵問題在對微觀量子態的操縱困難。也許將來人類會發現一種全新的設計、全新的材料，就像"半導體材料"對於"古典電機計算器（ENIAC）"的發展一樣。
喜歡的小夥伴點下搜藏關注，未完待續。
但是檢驗因數分解是否正確要比尋找質數因數容易的多。這種單向性質使得因數分解成為密碼學的一個重要工具。17.光子：愛因斯坦通過假定光是以分立的全同波包(即光子)的形式傳遞能量，從而解釋了光電效應。光的頻率決定了每個光子的能量。光強決定了光束中光子的數目。
18.糾纏位元(ebit)：一個糾纏位元元就是對一個兩系統的量子糾纏態的一部分做測量，由測量結果(是,否)所獲得的二進位數字。
19.量子位元：一次測量如果等可能地產生兩種相飭的結果，就需要一個位元的訊息來存儲這個結果。然而在一個量子態中，兩種互斥結果可以用兩個概率幅來編碼。在這種情況下這個量子態就編碼成了一個量子位元元，而它在實驗上並不同於一簡單的硬幣投擲。
20.量子糾纏：如果一個物理系統由若干個相同的子系統構成，子系統之間存在關聯，並且這些關聯通過兩種或更多種途徑實現，則這個複合系統處於一種由不同途徑關聯在一起的疊加態，這個態被稱為是糾纏的。糾纏是量子物理的關鍵特徵，這使得量子計算比古典計算強大的多。糾纏所導致的物理影響仍然沒有完全弄清楚。
21.量子理論：量子理論指出物理世界是不可約地隨機的。即是說對於一個物理態無論我們對其瞭解的如何詳盡，都無法使得對這個態的所有可能的測量都具有確定的結果。並且測量結果的怪異性質不能由通常的概率規則給出，必須基於概率幅的概率計算。
22.量子邏輯：在經典的世界中使用的是布林邏輯系統,在一個量子的世界中使用的是量子邏輯系統,它們的代數結構分別是布爾格和正交模格。
23.布洛赫（Bloch）球
24.量子電腦：顧名思義，就是實現量子計算的機器。要說清楚量子計算，首先看經典計算。經典電腦從物理上可以被描述為對輸入信號序列按一定演算法進行變換的機器，其演算法由電腦的內部邏輯電路來實現。經典電腦具有如下特點
(1). 其輸入態和輸出態都是經典信號，用量子力學的語言來描述，也即是:其輸入態和輸出態都是某一力學量的本征態。如輸入二進位序列0110110，用量子記號，即|0110110＞。所有的輸入態均相互正交。對經典電腦不可能輸入如下疊加態：
C1|0110110＞ ＋ C2|1001001＞。
(2). 經典電腦內部的每一步變換都演化為正交態，而一般的量子變換沒有這個性質，因此，經典電腦中的變換（或計算）只對應一類特殊集
相應於經典電腦的以上兩個限制，量子電腦分別作了推廣。量子電腦的輸入用一個具有有限能級的量子系統來描述，如：二能級系統（稱為量子比特（qubits）），量子電腦的變換（即量子計算）包括所有可能的麼正變換。因此量子電腦的特點為
(1). 量子電腦的輸入態和輸出態為一般的疊加態，其相互之間通常不正交。
(2). 量子電腦中的變換為所有可能的麼正變換。得出輸出態之後，量子電腦對輸出態進行一定的測量，給出計算結果。
由此可見，量子計算對經典計算作了極大的擴充，經典計算是一類特殊的量子計算。量子計算最本質的特徵為"量子疊加性"和"量子相干性"。量子電腦對每一個疊加分量實現的變換相當於一種經典計算，所有這些經典計算同時完成，並按一定的概率振幅疊加起來，給出量子電腦的輸出結果。這種計算稱為"量子平行計算"。
三、量子電腦的發展
"量子電腦"是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子資訊的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是"量子資訊"，運行的是"量子演算法"時，它就是"量子電腦"。"量子電腦"的概念源於對"可逆電腦"的研究。研究"可逆電腦"的目的是為了解決電腦中的"能耗問題(散熱問題)"
20世紀60年代至70年代，人們發現"能耗(熱量)"會導致電腦中的晶片發熱，極大地影響了"晶片的集成度"，從而限制了"電腦的運行速度"。研究發現，能耗(熱量)來源於"計算過程中的不可逆操作"。那麼是否計算過程必須要用不可逆操作才能完成呢？問題的答案是：所有"古典電腦"都可以找到一種對應的"可逆電腦"，而且不影響"運算能力"。既然電腦中的每一步操作都可以"改造為可逆操作"，那麼在量子力學中，它就可以用一個么正變換來表示。早期"量子電腦"，實際上是用量子力學語言描述的"古典電腦"，並沒有用到量子力學的本質特性，如量子態的"疊加性"和"相干性"。在"古典電腦"中，基本資訊單位為"比特(Bits)"，運算物件是各種"比特序列(Bytes)"。
與此類似，在"量子電腦"中，基本資訊單位是"量子比特(quBits)"，運算對象是"量子比特序列(quBytes)"。所不同的是，"量子比特序列(quBytes)"不但可以"處於各種正交態的疊加態上"，而且還可以"處於糾纏態上"。這些特殊的量子態，不僅提供了"量子平行計算"的可能，而且還將帶來許多奇妙的性質。與"古典電腦"不同，"量子電腦"可以做任意的么正變換，在得到輸出態後，進行測量得出計算結果。因此，"量子計算"對"古典計算"作了極大的擴充，在數學形式上，"古典計算"可看作是一類特殊的"量子計算"。"量子電腦"對每一個"疊加分量"進行變換，所有這些變換同時完成，並按一定的"概率幅"疊加起來，給出結果，這種計算稱作"量子平行計算"。除了進行"平行計算"外，量子電腦的另一重要用途是"模擬量子系統"，這項工作是"古典電腦"無法勝任的。無論是"量子平行計算"還是"量子模擬計算"，本質上都是利用了"量子相干性"。遺憾的是，在實際系統中"量子相干性"很難保持。在"量子電腦"中，"量子比特(quBits)"不是一個孤立的系統，它會與外部環境發生相互作用，導致量子相干性的衰減，即"消相干"。因此，要使"量子計算"成為現實，一個核心問題就是"克服消相干"。而"量子編碼"是迄今發現的克服消相干最有效的方法。主要的幾種"量子編碼(quCode)"方案是："量子改錯碼(quECC)"、"量子避錯碼(quEAC)"和"量子防錯碼(quDMC)"。"量子改錯碼"是古典改錯碼的類比，是目前研究的最多的一類編碼，其優點為適用範圍廣，缺點是效率不高。
迄今為止，世界上還沒有真正意義上的"量子電腦"。但是，世界各地的許多實驗室正在以巨大的熱情追尋著這個夢想。如何實現"量子計算"，方案並不少，問題是"在實驗上實現對微觀量子態的操縱"確實太困難了。目前已經提出的方案主要利用了"原子"和"光腔相互作用"、"冷阱束縛離子"、"電子或核自旋共振"、"量子點操縱"、"超導量子干涉"....等。現在還很難說哪一種方案更有前景，只是量子點方案和超導約瑟夫森結方案更適合集成化和小型化。將來也許現有的方案都派不上用場，最後脫穎而出的是一種全新的設計，而這種新設計又是以某種新材料為基礎，就像"半導體材料"對於目前"古典電子電腦"一樣。研究"量子電腦"的目的不是要用它來取代現有的電腦。"量子電腦"使計算的概念煥然一新，這是"量子電腦"與其他電腦如："光電腦"和"生物電腦".....等的不同之處。"量子電腦"的作用遠不止是解決一些"古典電腦"無法解決的問題。想像口袋中裝著超高速電腦是什麼樣子？「量子電腦」（Quantum Computer）有著比現在傳統電腦強大許多倍的計算能力。至今理論研究已日趨完善，然而目前世界上還沒有真正意義上的量子電腦，換句話說，可以實用量產的系統還未出。今年2月中旬，加拿大一家新成立的公司宣稱推出全球第一台商用量子電腦，引起專家學者的質疑和議論。也不禁令人遐想，量子電腦的時代提前來臨了嗎？量子電腦是根據原子或原子核所具有的量子學特性來工作，運用量子情報學，基於量子效應構建的一個完全以量子位（quBits）為基礎的電腦。位於溫哥華的D-Wave公司宣稱，該公司以量子學原理所研發出的電腦將比當今世上最優質電腦的作業系統快出許多倍來。這台名為「Orion」（獵戶座）的電腦，使用傳統的平版印刷術，搭配核心的一塊超低溫、超導鈮晶片，可處理16個量子位（qubits）。核心晶片必須冷卻至接近絕對零度(-273.15℃)，以便其計算過程中維持量子狀態。該公司表示，這台量子電腦可同時進行6萬4,000個運算程式。根據量子學定律，在電路圖所流動的數位位可能代表的是0也可能是1，量子電腦有辦法應付處理大量且更複雜的電腦指令。該公司的執行長賀伯·馬丁（HerbMartin）表示，某些不同種類的問題是無法用數位電腦解決的。數位電腦很適於跑程式，量子電腦則對於應付大量不同的可變因素很在行。D-Wave公司聲稱其於2月13日展示的量子電腦原型是全球第一台商用電腦，內裝有可以執行16量子位（qubits）的量子晶片。該公司計畫在未來的18個月內，於2007年底將速度提高到（32 qubits）， 於2008年將速度提高到（512qubits）到（1024qubits），並開始提供商業租用。量子電腦的外型長得如何？當前它的原型和大型的電冰箱一樣大，溫度更低。因為它所使用的超導體電路必須冷凍保存，以便大量的運算程式能夠順利進行。
量子電腦的用途
賀伯·馬丁表示，人類可以使用量子電腦來設計基因藥物。（每個人體細胞有3億個「基本成對數DNA」或者是著名「DNA雙螺旋結構的梯」）；企業也可以用量子電腦來管理他們的產物供需鏈。馬丁說：「想想看，倘若某家公司有40個工廠並生產了100萬不同的零件，那麼需要記錄的事務可就不少了。」量子電腦亦可被用於維護安全。由於911事件，許多各國政府及公司都紛紛重視生物統計學，建立了大量有關他們欲追蹤物件的圖片、指紋以及其他多樣種類方法的資料庫(DB)。恐怖分子名單上的人，即使能安全地通過海關檢查。藉由量子電腦基本上能夠快速地藉由先前已由安全局輸入的龐大資料庫中來再次校對是否對方為恐怖分子。
馬丁表示，該產品的推出證明量子電腦商業化這個技術的概念。D-Wave的潛在客戶是商業界。商業界人士不在乎這個技術如何可行，只要能解決他們複雜的商業方式。商業用途的電腦不需要太花俏的技術細節。事實上，D-Wave的電腦是一台混血機種，使用傳統數位電腦，搭配量子晶片做為加速器或者副處理器（co-processor）。後端是一台機架式電腦（rack-mounted PC）搭配處理器。主要的部分是這顆量子晶片，由鈮鋁超導材質製成，冷凍存貯在氦液桶中。量子電腦之所以能達到高速運算是因為他的基本資料單位為量子位元（qubits），可以同時處理0和1，並快速處理所有的量子位（qubits）。目前我們使用的數位電腦計算一次只能處理一個資料位元（data bit）。
大多數的工程師都認為量子電腦的技術還有一段遙遠的路要走。實用的量子電腦至少還要10年以上的時間才會問世才對。D-Wave公司於今年2月 13日發表這台量子電腦原型，是通過網路連結的方式連線發表，更加引起專家學者質疑其真實性。美國宇航局（NASA）位於加州Pasadena的Jet Propulsion實驗室的工程師Alan Kleinsasser于3月7日公開承認他們確曾為D-Wave量身訂制一顆特別的量子晶片。對於NASA的 Microdevices 實驗室（隸屬於JetPropulsion實驗室）工程師來說，接受客戶委託開發超導體線路晶片是一件很平常的事。他們也曾接受委託替紐約的Hypres Inc設計晶片，也曾替歐洲太空局（European Space Agency）的希瑟（Herschel）任務製造太空船設備。
量子電腦是否真如D-Wave所言不久後就會在現實生活中上演了呢?大多數的知名電腦公司對此感到質疑。另有專家認為，如果真能有這樣一台實用的量子系統，特別在財務系統的加解密還很脆弱的此時，這將是一項重要的技術突破。但專家同時認為，像D-Wave這樣的小公司若真擁有這樣的技術一定會積極發展，在他們獲得技術解決方案的5～8年內，很可能被重量級的技術先驅如Intel和IBM網羅。利用量子電腦來「開創電腦新紀元」是世界上許多實驗室熱情追逐的夢想。D-Wave公司利用量子晶片和傳統電腦結合以達到其商業化的用途，雖然離學術上的專業還有一段距離，但似乎預告量子時代提前來臨的可能性。多數分析家表示，目前量子電腦的關鍵問題在對微觀量子態的操縱困難。也許將來人類會發現一種全新的設計、全新的材料，就像"半導體材料"對於"古典電機計算器（ENIAC）"的發展一樣。
喜歡的小夥伴點下搜藏關注，未完待續。