原标题：史上首次！硅量子计算机芯片的完整设计公布

导读

澳大利亚与荷兰的科研人员团队设计出了全球首款硅量子计算机芯片。

背景

经典二进制计算机存储信息用的是：比特位(0或1)；而量子计算机凭借两个“幽灵般”的量子物理原理：“纠缠”和“叠加”，产生出巨大的计算能力。量子计算机表示信息采用的是量子位。简单说，量子位是一个双态量子系统(例如：光子偏振态或电子自旋态等等)，它可以可同时处于“即是0和又是1”的状态。

经典计算机中的两个比特位，在某一时刻，仅能存储4个二进制数：00、01、10、11中的一个。而量子计算机中的两个量子位可以同时存储这四个数，因为每一个量子位可以同时表示两个值。也就是说，如果我们要读出这四个数时，只需要读取一次，而经典计算机则需要顺序执行4次。当量子位继续增加时，系统所存储信息量就会呈指数方式增加。

由于有了量子位，从理论上说，量子计算机可以非常轻松地解决世界上最强大的经典计算机需要漫长时间才能解决的复杂计算问题，且比传统计算机解决问题的速度快百万倍。

如今许多量子计算机都号称具有强大的计算能力，然而这些量子计算机却受到了实验室环境的限制，只能运行一些特定算法，无法随意运行“任意算法”。简单一点讲，量子计算机无法像经典计算机一样运行任意程序，因此其运算速度方面的优势无法真正显现出来。所以，各国科学家们都在致力于实现真正的通用量子计算机，这种努力已经演变成“21世纪的太空竞赛”。

实现通用量子计算机，还有种种挑战等待科学家们去克服，例如：实现更多量子位、克服温度和环境因素影响、量子纠错能力、量子位小型化、低成本化等等。