㈠ 量子计算机用来存储信息的载体是什么
是量子储存器。量子储存器为一种储存信息效率很高的储存器，它能够在非常短时间里对任何计算信息进行赋值，是量子计算机不可缺少的组成部分，也是量子计算机最重要的部分之一。
量子计算机以量子态为记忆单元和信息储存形式，以量子动力学演化为信息传递与加工基础的量子通讯与量子计算，在量子计算机中其硬件的各种元件的尺寸达到原子或分子的量级。量子计算机是一个物理系统，它能存储和处理用量子比特表示的信息。
量子计算机的优势
1、量子计算机拥有强大的量子信息处理能力，能够从中提取有效的信息进行加工处理使之成为新的有用的信息。量子信息的处理先需要对量子计算机进行储存处理，之后再对所给的信息进行量子分析。
2、量子计算机拥有强大的计算能力，能够同时分析大量不同的数据，所以在金融方面能够准确分析金融走势，在避免金融危机方面起到很大的作用；在生物化学的研究方面也能够发挥很大的作用，可以模拟新的药物的成分，更加精确地研制药物和化学用品。
以上内容参考：网络-量子计算机
㈡ 潘建伟团队实现了独立量子存储器间的远距离纠缠，量子储蓄技术难度有多大
中国科学技术大学潘建伟及其同事包小辉、张强等，将长寿命冷原子量子存储技术与量子频率转换技术相结合，采用现场光纤在相距直线距离12.5公里的独立量子存储节点间建立纠缠。潘建伟团队实现了独立量子存储器间的远距离纠缠，量子储蓄技术难度有多大？
㈢ 量子计算到底是什么呢
量子计算：突破传统计算瓶颈、拥有指数级计算能力。
突破传统计算瓶颈
计算机发展的瓶颈主要有两个。首先，随着晶体管体积不断缩小，计算机可容纳的元器件数量越来越多，产生的热量也随之增多。其次，随着元器件体积变小，电子会穿过元器件，发生量子隧穿效应，这导致了经典计算机的比特开始变得不稳定。
量子计算机的出现，巧妙地解决了计算机发展的瓶颈问题。丁洪说，从原理来看，量子计算机是可逆计算机，不会丢失信息。经典计算机则是不可逆计算机，不可逆计算过程中每个比特的操作都会有热损耗。
拥有指数级计算能力
中国科学院郭光灿院士曾这样解释量子计算机的计算能力。他说，量子比特可以制备两个逻辑态0和1的相干叠加态，换句话讲，它可以同时存储0和1。考虑一个N个物理比特的存储器，若它是经典存储器，则它只能存储2N个可能数据当中的某一个；若它是量子存储器，则它可同时存储2N个数据。而且随着N的增加，其存储信息的能力将呈指数级上升。
量子计算不仅可应用于人工智能领域，提升机器学习效率，还能应对复杂情况，如实现天气的精准预测。生活中的诸多不便如交通拥堵，也能依靠其算法解决。
“（量子计算）发展非常迅速。”丁洪说，以前普遍认为量子计算机是三、五十年之后才能出现的。按照现在的发展速度，可能三五年后就会出现。</p><p>目前谷歌、微软、英特尔、IBM、阿里巴巴等国际巨头都积极参与到量子计算机的研究中。2017年12月13日，IBM宣布将与三星、摩根大通和巴克莱银行等12家主要公司合作，共同开发商用量子计算。
㈣ 什么是量子计算机
量子计算机（quantum computer）是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。
量子计算机，简单地说，它是一种可以实现量子计算的机器，是一种通过量子力学规律以实现数学和逻辑运算，处理和储存信息能力的系统。它以量子态为记忆单元和信息储存形式，以量子动力学演化为信息传递与加工基础的量子通讯与量子计算，在量子计算机中其硬件的各种元件的尺寸达到原子或分子的量级。
㈤ 量子计算机什么时候问世
没有具体时间，量子计算机还处于研究阶段。
量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。
量子计算机的特点主要有运行速度较快、处置信息能力较强、应用范围较广等。与一般计算机比较起来，信息处理量愈多，对于量子计算机实施运算也就愈加有利，也就更能确保运算具备精准性。
概述：
量子计算机，简单地说，就是一种能够实现量子计算的机器。它是一个通过量子力学定律实现数学和逻辑运算、处理和存储信息的系统。它以量子态为存储单元和信息存储形式，以量子动态演化为基础的信息传输和处理为基础的量子通信和量子计算。
在量子计算机中，其硬件的各种组件的大小达到了原子或分子的大小。量子计算机是一种物理系统，用于存储和处理以量子比特表示的信息。
在以硅片为基本单位的集成电路中，传统计算机通过开关电路来区分0和1，量子计算机也有自己的基本单位——量子位。一个量子位，也称为量子位，通过一个量子双态量子力学系统表示0或1。
例如，一个光子的两个正交极化方向，一个电子在磁场中的自旋方向，或者一个核自旋的两个方向，一个原子中一个量子的两个不同能级，或者任何量子系统的空间模式。量子计算的原理是量子力学系统中量子态的演化。
㈥ 量子计算机的原理是什么
大约到2030年，每个人桌上的电脑主机不会再使用芯片与半导体，而是充满液体。而这正是新一代量子电脑的奇特造型。
也许你已经知道，量子电脑应用的不再是现实世界里的物理定律，而是玄妙的量子原理。它的运算速度可能比目前个人电脑的奔腾Ⅲ芯片快10亿倍，可以在二瞬间搜寻整个国际网络，也可以轻易破解任何安全密码。而且，最重要的一点是，这一切绝非科幻小说。与传统电脑不同的是，量子电脑将以原子而非芯片进行运算。第一台量子电脑可能会是个粗糙、昂贵、只能用一次的科学实验品，但2001年以来的各种实验结果显示，这项科学理论的确管用。
美国麻省理工学院与英国牛津大学是量子电脑研究的先驱，IBM与惠普电脑公司也不落人后。对量子电脑的惊人性能感到担忧的美国政府，更是在洛斯阿拉莫斯国家实验室，不计成本地设立了量子电脑研究基地。
要让原子乖乖地为人类服务这个难题，无论是在理论上，坯是在实践上，都对科学家发出了严峻挑战。因为量子世界是个超乎常理的环境，我们可能永远也猜不出它的“谜底”。量子电脑也有很多匪夷所思的地方，它能够设想无限多个宇宙并列的场面，并由此“算出”可能出现的各种情况。而这意味着，不同的人在不同的时间，通过量子电脑计算得到的，很可能是不同的答案。
量子电脑专家班奈特说，量子电脑的基础，恰恰就是这些怪异的观念。因此，单是创造一个类似量子世界的环境，让原子照常进行计算并提供答案，就足以让科学家伤透脑筋。也许还要好几十年，量子电脑才会出现在我们的书桌上。
其实科学家早已注意到，原子是个天然的计算机。它会旋转，而且很有规律，方向不是朝上就是朝下，这正好与数字科技的“0”与“1”吻合。但原子有一个怪异的特性：一个原子，可以在同一时间向上并向下旋转，直到你用电子显微镜或其他工具测量它，才会迫使它选择一个固定方向。这既是原子的特异功能，也是量子电脑强大力量的来源。
既然原子可以同时向上并向下旋转，它就不能被视为单一的“位元”。科学家称之为“准位元”，就是出于这个原因。这意味着，如果把一群原子聚在一起，它们不会像今天的电脑那样，按照程序进行线性运算，而是同时进行所有可能的运算。这种运算方式的直接好处是计算机的运算速度成指数地加快了。
只要40个原子一起计算，其性能就相当于今天的一部超级电脑。举例来说，如果有一个包含全球电话号码的资料库，要从中寻找一个我们需要的特定号码，现在速度最快的超级电脑，大约要花一个月的时间才能完成任务，而一台量子电脑只需27分钟。
但是，答案那么多，速度那么快，我们怎么取回想要的计算结果呢?前面说过，对原子进行测量可以迫使它选择旋转方向，因此科学家只要测量这些“准位元”，就可以逼迫它们说出答案。
最近，麻省理工学院与mM公司的科学家，终于通过特定方式，做出了原始的量子电脑。虽然它看上去和一个烤面包机没有多大差别，但功能却比烤面包机高明多了。这个实验性质的量子电脑，具有两个“准位元”的计算能力。也就是说，它的威力等于两个原子同时进行运算。目前，科学家们正在朝三个“准位元”的目标努力。
㈦ 量子计算与量子计算机进展随议
我第一次对量子计算产生印象是在1995年，虽然之前知道量子计算和量子计算机的概念，但都不如那次印象深刻。那个时候我在中科院计算所CAD开放实验室担任副主任。在接待中科院一位领导的过程中，他在观看了我们的科研成果后说道，你们如果能够将精力投入到量子计算领域就好了，这个领域目前看很艰难，但从国家角度看急需开展研究。时至今日，我除了对这件事印象深刻之外，还对这位领导的眼光、视野深感佩服。
由于我从事的是CAD、图形学、可视化方面的研发工作，偏软件、偏应用，和量子计算差异很大，个人和实验室在量子计算方面也缺乏基础，再加上后来把主要精力投入到了流程工业软件上，此事当时也只能作罢。
时隔数年，再次关注量子计算，一是因为国内在量子计算、量子计算机和量子通信等方面取得了进展；另一个原因是2017年到美国时，发现参加图灵奖颁奖典礼的很多科学家都在做量子计算。另外有一次在过美国海关时，被海关人员问到了量子计算的一些事情，这个经历令我印象深刻。在此之后，作为计算领域的专业人士，我对量子计算就无法再持忽视态度了。
由于我对量子计算、量子计算机、量子通信尚属外行，为了理解这些概念，我主动查阅了一些文献资料，对于量子、量子计算、量子计算机、量子通信等概念和原理做了了解，这样相对于对量子计算感兴趣的非专业人士来讲，我比他们确实更了解一些，但在该领域的专业从业人士看来，我依然是一个外行。以我这个状态，今天也是“斗胆”就量子计算进展做一些议论，其目的是为了引起 社会 思考，有助于量子计算等 科技 的发展，同时也是为了让读者了解CCF的CNCC上即将举办的“后量子霸权阶段的量子计算”技术论坛。由于我相对外行，肯定有很多描述不当之处，还请读者批评指正，如果要听真正的专家讲解，还是可以到CNCC去听讲、提问或参与讨论，该技术论坛的相关信息请访问CNCC网站（cncc.ccf.org.cn）。
为了了解后面的内容，首先要弄清楚什么是量子。量子（quantum）是现代物理的重要概念，即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，该最小基本单位被称为量子。量子一词最早是由德国物理学家M·普朗克在1900年提出，经爱因斯坦、玻尔、德布罗意、海森伯、薛定谔、狄拉克、玻恩等人不断完善，在20世纪的上半叶，建立了完整的量子力学理论体系。量子力学原理存在很多和经典物理原理不同的地方，如能量不连续、波粒二象性、不可测（薛定谔猫原理）、量子纠缠等，因篇幅所限，这些概念不在本文中叙述，读者可以通过查阅文献来了解。
要注意的是，量子体系有很多种，目前领域内普遍关注的量子计算实现方式有超冷原子、离子阱、光子、超导量子比特、半导体量子点、拓扑量子计算、N-V色心等，读者有时间也可以自行了解其具体含义。
量子通信利用了量子的基本特性（主要是量子纠缠）进行安全通信，主要分为量子密钥分发和量子态隐形传输两种方式。量子密钥分发可以建立安全的通信密码，实现一次一密的加密传输，有极高的安全性。量子密钥分发技术再辅以光开关等技术，还可以实现量子密钥分发网络，实现大规模应用。量子态隐形传输是基于量子纠缠态的分发与量子联合测量，实现信息传输，可以实现任意远距离的量子密钥分发。目前从报道看，中国的量子通信技术有很大进展，但由于很难看到具体的技术资料，源于报道只言片语的相关信息，很难推断出大众关心的产业化应用时间表。
量子计算范围比较广，泛指使用量子力学原理进行计算的所有技术，其中除了量子计算机之外，还有在传统计算机上的模拟量子计算，以及量子计算模拟芯片等。目前量子计算研究进展很快，但量子计算的真正突破取决于真正的量子计算机的进展，尤其是量子存储和计算器件（注意，这里没有使用芯片，因为量子器件和传统的芯片是完全不同的概念）。因为量子计算机可以实现存储容量的指数级增长，同时具有天然的并行计算能力，它可以极大提升存储能力和计算能力。
为了弄清楚量子计算、量子计算机的进展， 2020年3月，CCF YOCSEF举办了一个思辨式的技术论坛，论坛题目是“ 量子计算机离我们还有多远？”。这场论坛吸引了2000多名观众在线参与，是一次不错的科学普及和对量子计算机发展的思辨活动。在这个技术论坛上，我了解到，量子计算一 直受到各国政府、大型企业及科学家的重视，政府和大型企业已经投入了大量资金。且有报道称，预计未来5年量子计算机的性能每年都将提高10倍，这意味着到2025年量子计算机的速度将比现在提高10万倍。但同时对量子计算机的进展，业界也存在不同的声音，如2019年法国蒙彼利埃学院理论物理学家Michel Dyakonov就在IEEE Spectrum发表文章，认为在可预见的将来看不到有用的量子计算机；美国俄克拉荷马州立大学的知名教授Subhash Kak也持类似观点。该论坛的组织者梳理了国内外量子计算方面的研究，将研究内容分为三个类别进行分析：量子计算机、模拟量子计算机、传统计算机上实现的量子算法或量子软件，发现学界争议的核心点是在量子计算机方面，而对于后两个类别的研究内容，学者之间几乎没有争议。为此将该论坛焦点定位在“量子计算机”领域，希望能够拨开笼罩在量子计算机上的迷雾。论坛覆盖基本原理、基本进展、工程化、产业化等方面内容，形成的共识是广泛商用的通用量子计算机还需要等待10年以上，甚至可能要等30年。从后来的报道看，该论坛确实让参会者了解了量子计算机的相关概念和原理，并对量子计算机的研究进展有了一定的认知，我遇到的参会者也基本上都表示很有收获。
一次论坛不能让人了解全部，也无法解决所有问题，CCF之前已经安排了很多量子计算的研讨、思辨活动，后续还将安排不同深度、不同广度的活动。本文要推荐的是即将在CNCC2020上举办的一个技术论坛“后量子霸权阶段的量子计算”。本次论坛由中科院计算所孙晓明和张家琳副研究员主导策划，邀请了 范桁（ 中科院物理所研究员，固态量子信息与计算实验室主任，报告题目为超导量子计算与量子模拟）、 孙麓岩（ 清华大学交叉信息研究院，报告题目为量子纠错）、 尹璋琦（ 北京理工大学物理学院量子技术研究中心教授，报告题目为云端量子计算）、 张家琳（ 中科院计算所副研究员，报告题目为量子电路深度优化）等，内容很具体，适合计算领域专业人士参与。这些专家在量子计算领域比我专业得多，如果能和他们当面交流，相信会有更大收获。论坛具体安排在10月24日下午13:30~15:30，如果有兴趣观看他们的报告，并和这些专家交流，可通过CNCC网站(cncc.ccf.org.cn)报名参与。
㈧ 潘建伟团队实现独立量子存储器间远距离纠缠，量子储蓄的技术难度有多大
最近科技领域又有一个重大消息，中国科技大学宣布，该校研究团队最近成功地将光存储时间提高到1小时，大大改进了8年前由德国团队创造的1分钟的世界纪录，并向实现量子U盘迈出了重要一步。
量子通信需要量子存储和纠缠交换技术来实现量子信息的远距离中继传输。因此，作为存储和释放信息的关键量子逻辑器件，量子存储器是量子计算和量子网络通信的关键技术之一，它直接影响到量子通信的可行性。这对量子通信的可行性有直接影响。如何提高存储器的容量和速度以实现高效的量子通信，已经成为一个热点和难点问题。在提高量子存储器的容量方面，基于轨道角动量（OAM）的量子存储器可以显着提高量子网络的信息容量，这对于构建大容量信息网络具有重要意义。
㈨ 量子计算含义
量子计算机是一种使用量子逻辑进行通用计算的设备。 通用的量子计算机，其理论模型是用量子力学规律重新诠释的通用图灵机。从可计算的问题来看，量子计算机只能解决传统计算机所能解决的问题，但是从计算的效率上，由于量子力学叠加性的存在，目前某些已知的量子算法在处理问题时，速度要快于传统的通用计算机。
量子力学态叠加原理使得量子信息单元的状态可以处于多种可能性的叠加状态，从而导致量子信息处理从效率上相比于经典信息处理具有更大潜力。普通计算机中的2位寄存器在某一时间仅能存储4个二进制数（00、01、10、11）中的一个，而量子计算机中的2位量子位（qubit）寄存器可同时存储这四种状态的叠加状态。随着量子比特数目的增加，对于n个量子比特而言，量子信息可以处于2种可能状态的叠加，配合量子力学演化的并行性，可以展现比传统计算机更快的处理速度。
量子位
量子位（qubit）是量子计算的理论基石。在常规计算机中，信息单元用二进制的 1 个位来表示，它不是处于“ 0” 态就是处于“ 1” 态. 在二进制量子计算机中，信息单元称为量子位，它除了处于“ 0” 态或“ 1” 态外，还可处于叠加态（superposed state）。
叠加态是“ 0” 态和“ 1” 态的任意线性叠加，它既可以是“ 0” 态又可以是“ 1” 态，“ 0” 态和“ 1” 态各以一定的概率同时存在. 通过测量或与其它物体发生相互作用而呈现出“ 0” 态或 “ 1” 态.任何两态的量子系统都可用来实现量子位，例如氢原子中的电子的基态（ground state）和第 1激发态（first excited state)、 质子自旋在任意方向的+ 1/ 2 分量和- 1/ 2 分量、圆偏振光的左旋和右旋等。
一个量子系统包含若干粒子，这些粒子按照量子力学的规律运动，称此系统处于态空间的某种量子态。这里所说的态空间是指由多个本征态（eigenstate) （即基本的量子态）所张成的矢量空间，基本量子态简称基本态（basic state）或基矢（basic vector) . 态空间可用Hilbert 空间（线性复向量空间）来表述，即Hilbert 空间可以表述量子系统的各种可能的量子态.为了便于表示和运算，Dirac提出用符号|x〉 来表示量子态，|x〉 是一个列向量，称为ket ；它的共轭转置（conjugate t ranspose) 用〈x|表示，〈x|是一个行向量，称为bra.一个量子位的叠加态可用二维Hilbert 空间（即二维复向量空间）的单位向量来描述，其简化的示意图如右图所示.
叠加原理
把量子考虑成磁场中的电子。电子的旋转可能与磁场一致，称为上旋转状态，或者与磁场相反，称为下旋状态。如果我们能在消除外界影响的前提下，用一份能量脉冲能将下自旋态翻转为上自旋态；那么，我们用一半的能量脉冲，将会把下自旋状态制备到一种下自旋与上自旋叠加的状态上（处在每种状态上的几率为二分之一）。对于n个量子比特而言，它可以承载2的n次方个状态的叠加状态。而量子计算机的操作过程被称为幺正演化，幺正演化将保证每种可能的状态都以并行的方式演化。这意味着量子计算机如果有500个量子比特，则量子计算的每一步会对2^500种可能性同时做出了操作。2^500是一个可怕的数，它比地球上已知的原子数还要多（这是真正的并行处理，当今的经典计算机，所谓的并行处理器仍然是一次只做一件事情）。