以上说法假定了量子指数加速的存在，要得到指数加速并不容易。量子计算完了得到一个量子态，我们不能直接看出量子态的信息来，只能通过测量，一旦测量往往就只有一个路径起作用了，所以简单的量子加速在考虑测量以后往往就没了。

　　那么，在量子里面怎么克服这个问题呢，这就要利用量子相干性和量子纠缠了。并不是指数多的路径就能够导致量子加速，而是要巧妙利用不同路径之间的量子相干性。2的N次方路径之间可以有某种相干的叠加的特性，使得往正确的路径上的概率得到一个指数的提高。当然要得到这一点是很不容易的事情，这就是所谓的量子算法的问题，开奖，怎么巧妙设计量子算法实现指数加速，是量子计算领域的一个核心问题，这些问题在实践上有非常大的应用，这里就不细谈了。

　　第二部分：量子计算待解决的核心问题

　　目前，量子计算领域的核心问题主要是两条，第一条可以归结为硬件的问题，也是目前最关心的问题，就是如何把量子计算机给做出来，第二条是有了这个机器以后到底有什么用，也就是量子算法设计的问题。

　　“你这个机器不管怎么神奇，如果你做不出来仍然没用。”

　　首先，量子计算机的物理实现：固体系统和离子、光学系统。

　　为什么量子计算机很难实现呢？因为它相当于一个宏观的量子态，这是个相当宏观的系统，但我们需要它按照微观的量子的规律做事，在量子里面我们有一系列的方法能够解决这个问题，最重要的是量子纠错。我们用量子纠错的方法完全可以在宏观系统里面实现量子效应，但是在实践中做起来还是有很多控制的问题。

　　现在主要有两类系统来实现量子计算机，一类是固体系统，类似于经典计算机，其中有几个代表，包括超导量子计算、金刚石自旋量子计算和半导体拓扑量子计算。第二类是离子、光学系统，美国政府现在投入了大量的资金做超导和离子量子计算系统。

　　我们现在主要是实现三类量子计算系统，包括金刚石量子计算、超导量子计算、离子量子计算。

　　在两年前，我们在常温系统里面实现了几何量子计算的形式，可以实现高保真的量子逻辑门。

　　另外，我们通过网络的方法，把整个计算机联在一起，利用与光子的纠缠可以把不同的计算芯片联结在一起，实现更大规模的量子计算，这就是所谓的量子网络的概念。

　　我们的实验在这方面也做了些努力，例如：金刚石芯片，这是一种很小很小的芯片，里面刻一些很小的光学微结构，可以跟光子联系起来。

　　另外，在超导量子计算方面我们也有很好的团队，包括青年千人计划的孙麓岩等老师，都在做超导量子计算的相关研究。

　　在离子方面，离子量子计算是量子计算最早的系统，也是目前相干性方面控制得最好的系统，2012年诺贝尔物理学奖即与离子量子计算有关。清华交叉信息研究院也在引领中国离子量子计算的研究。

　　这是实验装置。离子实际上就是单个的原子，但是它带一个电荷，所以它更容易控制，在单个原子尺度上来控制它，一个一个原子排列起来，然后按照你的意志来做一些相关的量子计算。当然你要能够抓住原子，通过激光来控制它。抓住以后离子就可以排出一个很完美的晶体。实际上单个离子发光，通过放大镜以后，可以看到单原子发光，然后就可以用一些激光装置控制这些单个的离子，实现量子计算。这是这方面一些代表性的工作，包括多个离子的纠缠。

　　另外一方面，我们也需要把这个系统规模化实现大规模量子计算，其中一种是通过量子网络的方法，离子发射光子，然后制备离子和光子的纠缠态，可以把单个的原子或光子纠缠起来，这是大概十年前发表在Nature上的一个工作。

　　我们另外一个主要的实验方向就是做所谓的量子中继。大家知道，光信号在光纤里面传播会有衰减，而且它是指数衰减。为了克服这个问题，过一段时间就要把信号放大，这就是中继器的概念。