任何人都可以找出如何破解保護您的銀行轉讓和在線信用卡購買的代碼。剝奪保密的分步說明是在幾年前出版的。
但是，沒有人非常擔心可能的安全漏洞，因為代碼裂紋公式僅在量子計算機上運行。這些裝置利用了管理量子力學模糊世界的規則，到目前為止，它仍然是實驗室的好奇心，比幻燈片規則較低。
新的藍圖可以改變所有這些。近年來穩步成熟的競爭對手技術現在已經結婚了，但未能自行生產強大的量子計算機。扮演媒人的物理學家希望建造大於零件的總和，本著蝙蝠俠和羅賓精神的動態二重奏。
德國斯圖加特大學的物理學家約爾格·沃赫特魯普（JörgWrachtrup）說：“前面的道路沒有明確的地圖。” “但是某些量子處理器肯定是一種混合系統。”
當前在繪圖板上的設計模仿了當今計算機中發現的勞動分工，在該計算機中，硬盤驅動器是一種用於存儲信息的磁性材料，而處理器是一種矽芯片，可以快速操縱信息。這些組件的量子版本將匯集不同大小和個性的物體，從原子到超導電路再到鑽石芯片。
早期的研究表明，這些可能的組成部分可以相互通信。將它們縫合在一起的混合方法可能有一天會產生強大的量子計算機，這不僅用於破壞代碼。對於當今普通的計算機而言，這種計算機還可能難以解決其他問題 - 從與傳統計算機更快地搜索數據堆，到模擬分子如何化學反應。
丹麥Aarhus大學的量子物理學家克勞斯·莫爾默（KlausMølmer）說：“我們不能在五年內保證一台功能計算機。” “但是第一個實驗是有希望的。”
大小問題
當今的計算機，無論是PC還是Mac，都可以使用數量是0或1的信息。但是量子計算，這是大約三十年前可以追溯到物理學家Paul Benioff的想法，可與古典位的量子類似物：Qubits：Qubits。由於量子世界的怪異性，在所謂的國家疊加中存在一個Qubit，同時是0和1。將十二個量子位連接在一起，組同時編碼所有4,096個可能的組合，並同時編碼1s。這個不可思議的團隊合作允許一次對許多輸入進行計算。這是量子計算機如何迅速解決某些類型的問題的秘訣。
由於其可靠的存儲量子信息的能力，其原子以量子法律為基礎的小規模的原子一直是Qubits的有前途的候選人。被困在電場中，一個孤立的原子可以在量子世界中採用和維持分裂的個性幾分鐘。
但是原子也很害羞。從技術上講，用Qubits進行計算所需的原子之間的連接是具有挑戰性的，尤其是隨著更多原子添加到系統中。托馬斯·蒙茲（Thomas Monz）和同事與奧地利因斯布魯克大學（University of Innsbruck of Auther）的帶電鈣原子合作的托馬斯·蒙茲（Thomas Monz）和同事們在去年4月創下的世界紀錄僅為14歲，這是14歲。
一些科學家沒有將原子用作量子位，而是轉向更易於使用的較大物體：在電路板上刻有的超導電線。在1990年代後期，這些金屬碎片揭示了一種與原子一樣奇怪的偏愛。當電子繞過超導循環被迫穿越絕緣屏障時，發生了不尋常的事情。電流可以同時向不同的方向流動，也可以一次存在兩個不同量的電荷。
這些電路構建塊有望比原子更容易鏈接。從計算機芯片行業借來的技術已被調整為加入超導金屬的循環並操縱其包含的信息。在2007年，荷蘭的一支團隊展示瞭如何使用Gate快速更改一個超導量子的狀態，這是製造計算機處理器所需的基本組件。
加州大學聖塔芭芭拉分校的量子物理學家約翰·馬蒂尼斯（John Martinis）說：“超導量子尺非常有力。” “它們很大，因此可以輕鬆連接在一起以製造計算機處理器。” Martinis的團隊計劃在2月在美國物理社會的一次會議上報告，這是一個新的帶有9個Qubits的新型超導處理器進行了一個簡單的計劃，該計劃確定了15（5和3）的主要因素。
但是，由於它們的大小，超導電線很難保持量子怪異。與原子相比，與破壞Qubits的環境接觸更難避免。 12月9日，有史以來最艱難的超導量子量子隊可能可靠地重複其性能物理評論信。它僅限於僅20微秒的信息。
一些科學家正試圖克服原子或超導電路的局限性，僅依靠一種技術來存儲和操縱信息在量子計算機中。但是其他研究人員認為，結合這兩種方法可以利用每種方法的優勢。混合動力車可能具有原子硬盤驅動器，這是存儲信息的內存。必要時，該信息可以傾倒到由超導量子台組成的CPU中，以執行計算。然後可以將這些計算的結果傾倒到硬盤驅動器中。
一起來
已經提出了有關雜交解剖結構的幾種變化。一個早期計劃，2004年描述物理評論信，將單個原子與超導量子台聯繫起來。在2006年同一期刊上詳細介紹的另一個計劃將在超導電路和作為集體記憶的分子云之間移動信息。
Innsbruck大學的理論物理學家Peter Zoller說：“我們正在嘗試提出結合不同系統的優勢而不是缺點的想法。”
一支團隊正在嘗試在馬里蘭州大學公園的聯合量子研究所建造混合設備。那裡的研究人員有覆蓋有rubidium原子的微小纖維。這些原子長期以來用來保留一些世界上一些最精確的時鐘，可以將量子信息存儲在其振動中。從理論上講，附近超導線產生的磁場可以用作通信通道，因此信息可以傳遞給超導碼頭。
因為必須仔細地保持原子的謹慎，因此使該計劃工作很棘手。因此，其他團體希望將硬驅動器製成，這些原子已預先包裝在整潔的鑽石包裝中。
Diamond是量子社區的相對新來者。在2008年，研究人員展示瞭如何控制一種轉向合成鑽石粉紅色的雜質，可以像孤立的原子製成的Qubits一樣控制（SN：4/5/08，p。 216）。當氮原子取代晶體結構中的碳原子並側翼是一個孔缺失另一個碳原子時，就會發生鑽石缺陷。
在這種情況下，一對氮的電子將其散落到孔中，並表現為一個。創建的單個實體具有稱為旋轉的量子特性，可以將其視為可以向上或向下指向的微型磁鐵。但是，與真正的磁鐵不同，量子旋轉也可以同時上下指向。
電子二人組應在鑽石子宮的敵對世界中屏蔽，在室溫下，應該能夠將其旋轉保存超過毫秒，甚至在冷藏時更長。 （該量子狀態也可以移至原子核，在該原子核中，其壽命將與傳統原子方法相媲美。）
哥本哈根大學的尼爾斯·博爾研究所（Niels Bohr Institute）的安德斯·索倫森（AndersSørensen）說：“一旦您將信息轉移到鑽石中，它就會生存很長時間。” 2010年，Sørensen及其同事首先提出了鑽石與超導電路之間的比賽。
安排這場婚姻非常容易。在日本阿圖吉的NTT基礎研究實驗室，朱伯和同事只是將鑽石芯片粘在電路板上。在這個弗蘭肯斯坦的設備中，超導量子置量產生的磁場改變了鑽石中電子二重奏的旋轉。 10月13日，同一天，此信息交換在自然，由法國研究人員領導的小組宣布了類似的壯舉。
法國實驗室CEA Saclay的量子物理學家Patrice Bertet說：“這是該領域的開始，但我們證明這是一項可能的任務。”
Bertet和他的同事在Arxiv.org上在線報導的鑽石硬盤驅動器現在並不是很有用。一個鑽石芯片僅存儲一個信息，只有幾百個納秒。更重要的是，只有七分之一的嘗試交換信息成功。儘管日本團隊的表現並沒有表現更好，但兩個實驗都表明，混合動力車可能不僅僅是物理學家的願望清單上的想法。
隱藏的寶石
儘管如此，鑽石並不是用預包裝Qubits彈出超導電路的唯一方法。紅寶石包含有趣的鉻雜質，並帶有旋轉，這可能是朱麗葉的羅密歐，這是超導電路。一組研究人員想使用在Buckyballs中籠罩的氮原子 - 類似於測地圓頂的碳球。另一個是在玩稀土原子，這些原子可能對存儲信息有用。
一組藍圖要求尚未確認存在的異國實體。去年春天，由Caltech的理論物理學家John Preskill領導的一支團隊讚揚了“ Anyons”中藏著信息的好處。這些二維顆粒被認為居住在奇異的材料的表面上，稱為拓撲絕緣子，在傳導電力方面以奇怪的方式行為。從理論上講，任何人都必須立即被兩點打擾以丟失其信息，從而提供可靠的存儲中的最終信息。
加利福尼亞大學聖塔芭芭拉分校的物理學家戴維·阿夫沙洛姆（David Awschalom）說：“其他材料似乎在鑽石中發現了有趣的量子特性。”
Awschalom採取了務實的方法來量子硬盤。他正在測試工程師已經知道如何使用的材料 - 平凡的矽半導體在當今的電子產品中出現。半導體 - 導管雜種將是一個絕對實用的匹配。
用於高功率晶體管和其他設備的矽碳化物似乎有正確的東西用於存儲量子信息。像鑽石一樣，這些材料被散佈在缺陷中。 11月3日的報告自然，Awschalom的團隊控制著這些缺陷中電子的旋轉。研究人員進行的計算機模擬顯示了其他十多種有希望的材料，包括氧化鎂，氧化鋅和氧化鋁。
混合視野
與半導體或鑽石製成的硬件的混合動力車會提供額外的好處：它們將具有內置的調製解調器，可以允許將來的量子計算機廣播他們存儲的信息。物理學家渴望最終構建一個跨越距離的量子網絡。
Yale的Robert Schoelkopf說：“您可能希望有一天可以建立量子互聯網。”
超導電路無法與帶有光纖電纜上信息的光顆粒交談。但是，鑽石和碳化矽的電子仍然相對易於使用。由這些材料製成的調製解調器可以將量子信息從相同的超導芯片上的不同斑點擴展到全球不同的位置。
最終，未來量子計算機的解剖結構（無論是基於一種材料還是許多材料），可能取決於設備所需的數量數量，這又取決於其打算要解決的問題。
例如，一個帶有數十台量子位的小量子計算機可能會解決科學中一些傑出的奧秘。它可能模擬了太複雜的材料，無法用當今的計算機理解 - 例如，揭示了高溫超導體的工作方式。
認為基於單一量子的量子計算機可以完成此操作和類似的任務並不是沒有道理的。原子Qubits已成功模擬了可以使用經典計算機來理解的普通磁鐵。而且，超導Qubits的量子壽命雖然仍然很糟糕，但仍在穩步改善，以至於有些人也建議使用它們進行模擬。
與Atom Qubits合作的物理學家克里斯·夢露（Chris Monroe）說：“我們接近進行一些我們永遠無法經典的量子模擬。” “我認為這很快就會發生。”
但是，其他應用程序（例如破壞代碼）肯定會需要更大，更強大的設備，並具有一百萬個或更多的量子位 - 儘管沒有人肯定知道確切的數字。
任何人仍然猜測，這種複雜的設備最終會看起來像是什麼樣的，有多少方法將其混合和匹配，仍然是任何人的猜測。
