量子态非常微妙，很容易被破坏。但完美的解决方案可能在于不完美的晶体
量子计算革命即将到来，大量的传感器、通信系统和功能强大的计算机都非常接近实现。
量子计算机的功能原型，如谷歌的Sycamore机器，已经在全球范围内运行。这些技术的核心是“量子比特”或“量子比特”，这是量子计算的基本单位，类似于比特是传统计算的基础单位。
现在，能源部劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）的研究人员开发了一种新方法，可以创建称为颜色中心的微小发光点;它们通过采用已知材料并使其扭曲而出现在晶体内的缺陷中。反过来，这些可控的颜色中心可以用作生成量子比特的新方法。
但最大的问题是：如果量子计算机已经存在并使用量子比特，为什么我们需要一种新的方法来制造这些量子比特？事实证明，为量子比特以及量子计算机提供动力的现象也是这种新兴技术的最大弱点。
量子比特如何利用量子世界
量子计算机增加的计算能力在于，量子比特使用量子世界中令人震惊的、通常是彻头彻尾的令人不安的现象来运作。
例如，虽然比特可以取两个值——0 或 1，基本上是“开”或“关”——但叠加的量子现象，其中系统的多个状态重叠，允许量子比特同时取多个矛盾的值。
因此，单个量子比特可能处于“开”和“关”状态，只是“开”状态，或者只是“关”状态;随着量子比特被集体收集以创建量子网络，这些可能的状态会增加。这意味着大量的量子比特可以存在于大量的状态中。
来自德国莱布尼茨计算中心量子计算机的低温恒温器，2022 年 7 月 14 日。量子计算机不会以比特的形式存储信息，比特只能假设两种可能的状态，一种或零。相反，量子计算机的量子比特可以同时是两者，即 1 和 0。
纠缠是另一种主要的量子现象，使量子比特能够在量子计算机中相互传递信息。这是粒子可以以无法独立描述的方式链接的想法。通过执行测量来改变一个粒子会立即改变它的纠缠伙伴，无论两个粒子相距多远，即使它们位于宇宙的两端。这让阿尔伯特·爱因斯坦非常困扰，以至于他将纠缠描述为“远距离的幽灵行动”。
这些量子元素的应用意味着，虽然向传统计算机添加比特可以线性扩展其计算能力，但向量子计算机添加量子比特会呈指数级扩展。从数学上讲，这意味着如果量子计算机有n个量子比特，这些量子比特可以以2的叠加态存在。