摘要: 基于量子力学原理的装置可以快速解决某些经典计算模式难以解决的问题，正是量子装置的这个优越性催生了多个相关领域的快速发展，如量子计算、量子通信、精密测量和成像等。量子相干性是量子优于经典的本质原因，而孤立原子和固态体系是两种具有良好相干性的理想体系。离子阱及冷原子等孤立体系可以有效地隔绝外界噪声且容易实现精确操控；而诸如超导约瑟夫森结和量子点等固态体系则能够束缚有相互作用的电或自旋量子比特，具有可扩展的优势。晶体中某些杂质有电子束缚态，而晶格隔绝了部分噪声，因此类原子的晶体缺陷结合了上述两种体系的优势，这为固态体系的量子计算提供了良好的条件。我们还可以利用声子、光子将多个比特耦合起来，而固体本身在室温大气环境下可以保持稳定状态，又可以方便地集成到其他器件中。