计算机的核心是微处理器，微处理器的核心是晶体管。晶体管之所以能构成微处理器是因为它具有两个特性：一是具有两个不同的状态，分别代表逻辑“0”和逻辑“1”，如晶体管导通为“0”，则截止为“1”；二是这两种状态能够由外部所加信号来改变，可以从“0”变到“1”，也可以从“1”变到“0”。
晶体管做得越小，则每块芯片上可以制作的晶体管就越多，而且晶体管的速度就越快，由这种晶体管构成的微处理器的性能就越好。因此，从微处理器诞生后的30多年间，人们不断地缩小晶体管的尺寸，按照摩尔定律，基本上是每18个月缩小到原来的一半。
然而，由于工艺和性能的限制，晶体管尺寸的缩小已经快要到达极限了。那么，什么能够代替晶体管呢？最好的方式是用一个电子来代替晶体管。显然一个电子的尺寸要比一个原子的尺寸还要小得多，一个晶体管的尺寸再小也比一个电子大很多个数量级，而且电子运动的速度要远比晶体管的开关速度快得多。
这并不是天方夜谭。实际上，电子确实可以实现晶体管的上述两种特性。首先，电子可以代表不同的逻辑状态，从而实现数字信息的存储。如图1所示，电子具有自旋，自旋可以有三种状态：自旋向上，可表示逻辑“0”；自旋向下，可表示逻辑“1”；自旋为向上和向下的组合，可表示逻辑“2”。这种具有不同自旋状态的电子称之为“量子点（quantum bits，简称qubits，俗称Cute bits）”。量子点可以实现三态逻辑，而晶体管只能实现二态逻辑。举个例子，两个晶体管只能表示4个二进制的数，而两个电子自旋状态的组合就可以表示8个二进制的数，这样可大大提高微处理器的运算效率。

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其次，电子的自旋状态可以通过外部应力加以改变，从而实现以下逻辑操作（参见图2）：

1）初始化：自然条件下，量子点的自旋方向随机分布，但运算前可以利用超低温下的强磁场使它们统一方向（比如说，都朝上）；

2）旋转：利用振荡磁场脉冲可以改变个体电子的自旋方向。自旋的最终方向取决于脉冲的持续时间；

3）交换：利用适当极性和大小的电场使两个量子点相互耦合，并交换自旋状态；

4）读出：改变电场极性可以使自旋向下的量子点发射电子。利用高灵敏度的静电计来探测电流变化，如电流没有变化意味着点自旋向上。

这些操作称之为量子计算，其中旋转和交换是量子计算的基本操作。

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图2 量子点可实现的逻辑运算

由上所述，用量子点可以表示逻辑值，用量子点的操作可以实现逻辑运算，因此以量子点取代晶体管作为基本运算单元即可构成计算机。这样的计算机就称之为“量子计算机”。
要实现“量子计算机”，首先要有“量子芯片”来代替现有计算机中的微处理器和存储器。这样的量子芯片可以用下图所示的结构来实现，它的有源区实际上是在GaAs衬底上的AlGaAs薄层。GaAs衬底有几百微米厚，而AlGaAs薄层大约只有100纳米厚。

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图3 量子芯片的构成

现在初步实现的量子计算机样机大约有一间房子那么大，如下图所示，不仅要有量子芯片，而且要有产生强磁场的超导磁体，产生超低温的制冷机和冷却塔，离实用化似乎有相当大的距离。不过，也没有必要因此而沮丧。30年前人类研制的第一台电子计算机也有一间房子那么大，其功能还不如今天我们买菜时用的计算器。

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图4 量子计算机样机的构成

只要我们加倍努力，勇于创新，梦想成为现实就为期不远了。

期待量子计算机投入实用的那一样，只是不知道我是否能看到

一直高不明白第三态是什么样子的，看了那个可怜的猫的理论，感觉有点扯。。

最基础路理论和一些工程技术！