量子計算雖然處于早期階段，但通過利用最小尺度的粒子，有可能極大地提高處理能力。一些研究小組已經報告說，他們進行的(量子)計算可能需要傳統超級計算機花費數千年的時間。從長遠來看，量子計算機可以提供牢不可破的加密和對自然界的模擬，從而超越今天具備的能力。
一個由加州大學洛杉磯分校領導的跨學科研究小組，包括哈佛大學的合作者，現在已經開發了一個根本性的新策略來構建全新的量子計算機。雖然目前的技術水平采用了電路、半導體和其他電氣工程工具，但該團隊已經制定了一個基于化學家定制設計原子構件的計劃，當它們被組合在一起時，可以控制更大的分子結構的特性。
上周發表在《自然-化學》上的這一發現，最終可能導致量子計算能力的飛躍。
本項研究的通訊作者、加州大學洛杉磯分校物理學教授Eric Hudson說：“我們的想法是，與其建造一臺量子計算機，不如讓化學為我們建造它。我們所有人都還在學習這種類型的量子技術的規則，這項工作現在是非常科幻的。”
傳統計算中信息的基本單位是比特，每個比特只限于兩個值中的一個。相比之下，一組量子比特可以有更大范圍的數值，成倍地提高計算機的處理能力。僅僅代表10個量子比特就需要1000多個普通比特，而20個量子比特需要100多萬個普通比特。
這一特性是量子計算變革潛力的核心，取決于原子相互作用時適用的反直覺規則。例如，當兩個粒子相互作用時，它們可以成為聯系在一起的，或者說是糾纏在一起的，因此，測量一個粒子的屬性決定了另一個粒子的屬性。
然而，這種糾纏是脆弱的。當量子比特在其環境中遇到微妙的變化時，它們就會失去 "量子性"，而這正是實施量子算法所需要的。這限制了最強大的量子計算機少于100個量子比特，而保持這些量子比特的量子狀態需要大型機器。
據Eric Hudson分析，開發基于化學的量子計算機現實上可能需要幾十年時間，而且不一定會成功。未來的步驟包括將量子比特錨定在更大的分子上，使被拴住的量子比特作為處理器進行互動，而不發出不必要的信號，以及將它們糾纏在一起，使它們作為一個系統工作。
該項目由美國能源部資助，給了物理學家和化學家一個機會，使他們能夠突破特定學科，用共同的科學語言進行交流。
