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如同传统计算机是通过集成电路中电路的通断来实现0、1之间的区分，其基本单元为硅晶片一样，量子计算机也有着自己的基本单位——昆比特（qubit）。昆比特又称量子比特，它通过量子的两态的量子力学体系来表示0或1。比如光子的两个正交的偏振方向，磁场中电子的自旋方向，或核自旋的两个方向，原子中量子处在的两个不同能级，或任何量子系统的空间模式等。量子计算的原理就是将量子力学系统中量子态进行演化结果。

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1943年7月22日22时整，费城海军造船厂，“爱尔德里奇”号上的磁力发生器电源被接通。强大的磁场开始在舰身周围形成。一片绿色的雾慢慢将“爱尔德里奇”号包围起来。“爱尔德里奇”号从雷达上消失了！正当在场观看的海军官兵们要为试验的成功欢呼时，随后发生的事情却让他们目瞪口呆……

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2017年5月3日，我国科学院团队构建的光量子计算机实验样机计算能力已超越早期计算机。此外，我国科研团队完成了10个超导量子比特的操纵，成功打破了目前世界上最大位数的超导量子比特的纠缠和完整的测量的记录。2020年6月18日，我国科学院宣布在超冷原子量子计算和模拟研究中取得重要进展——在理论上提出并实验实现原子深度冷却新机制的基础上，在光晶格中首次实现了1250对原子高保真度纠缠态的同步制备，为基于超冷原子光晶格的规模化量子计算与模拟奠定了基础。这一成果19日在线发表于学术期刊《科学》。

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