如今我们所使用的几乎所有电子产品都是基于硅基半导体，大规模集成电路小型化经过封装就形成了芯片。
大规模集成电路一直都遵循着摩尔定律发展，集成电路上的晶体管数量会每隔18个月增加一倍。如今芯片每平方毫米的晶体管密度已经高达1.76亿，一块苹果A14芯片85平方毫米的面积就塞下了125亿~150亿颗晶体管。这已经不是差之毫厘谬以千里了，目前仅有AMSL的极紫光刻机（EUV）才有这样的能力和精度制造这样的芯片。EUV不仅年产量少，一年仅能生产几十台，而且西方33个国家签订的《瓦森纳协定》给我们设下了门槛，想买都买不到。
量子计算是采用2个量子状态来叠加以及纠缠，只要物质的物理性质具有二阶系统就有可能作为量子计算的材料。所以实现量子计算的工艺和材料都会有别于传统的大规模集成电路芯片。
量子计算机是一套光学组件组成的硬件系统，光路结构决定了量子计算机的算法。而量子芯片拥有多种物理实现体系，比如光子、拓扑量子、超导量子电路、硅量子点、金刚石空位、离子阱等。比如以光子作为量子比特的量子计算机，就需要能够产生光子的单光子源，通过改变光子的状态、完成算法的光路结构来完成计算。但量子计算机目前还是需要普通的电脑进行基本信息的输入和输出。
想要完全的理解量子计算，就必须完全的摒弃传统基于电子“0”、“1”计算的老套路，而采用量子材料来制造一台全新的机器，我们脑袋里对于量子计算的理解就会很快的得到解决。
什么是量子计算
我们可以通过儿时玩的高尔顿板来理解量子计算，一颗小球从上端入口在第一个钉板上有一半的几率往左，也有一半的几率往右，用严谨的数据计算可以计算出小球跌落哪个槽的概率。但如果采用统计概率就很快能够得出结论，就是把很多的小球扔下去之后，所有凹槽内的小球会呈现出一种统计规律，而严谨的数据计算是很难计算出最终的答案，随着钉板和凹槽的增加计算的复杂程度会呈现指数级别的增加。
波色取样问题就是量子版的高尔顿板，只不过小球变成了光子，而钉板变成了分束器，光子最终从哪些出口出来会被探测记录下来，但累积到一定数量之后，光子数的分布就会完成一个采样。如此非常复杂的问题只是一瞬间就解出来了。
传统的电子电路仅能通过电通断的开关特性来表示“0”、“1”，再由电路构建逻辑门来完成与、或、非以及更为复杂的操作。通常情况下“0”、“1”仅能够表示00、01、10、11这四种可能性，而量子天生就具有叠加特性，可以进行并行计算，所以量子可以在“0”、“1”的基础上再乘以一个系数叠加成为更多的可能性，并且随着系数的增加，蕴含的信息量和运算速度会呈现指数级增加，传统计算机提鞋都不配。
英特尔实验室推出的17量子位的CMOS超导体芯片比i7快6万倍。之所以叫超导是因为量子芯片只要有一点噪声和温度过高就会导致量子位罢工，所以英特尔将为它造了一个绝对安静、低温的环境。
量子计算的现状
从客观的角度来说我国在量子计算领域可以说在第一梯队。2020年12月4日我国相关技术团队研制出了76个光子的量子计算原型机“九章”，它比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍，运算速度是谷歌53个超导比特量子计算机原型机“悬铃木”的一百亿倍。
最主要的是“九章”达成了量子研究的里程碑节点：量子霸权。标志着量子计算机可以解决传统电脑难以解决的问题。当然量子霸权仅仅只是量子计算机发展的一个很小阶段。
总结
毫无疑问当量子芯片、量子计算机发展到可以正式商用民用的时候，还要啥自行车，要啥光刻机。掌握了量子芯片技术意味着拿着开启未来大门的钥匙，传统硅基芯片的终点仅仅只是量子芯片的起点。
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