量子晶元與現在的集成電路晶元什麼區別？

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量子晶元有代替集成電路晶元的可能嗎？集成電路有大規模電阻、二極體、三極體組成，而量子晶元也需要這些嗎？還是通過另外新的方式，區別在哪裡？

謝邀。

其實，量子晶元和傳統晶元最大的不同還是邏輯門這塊。

傳統的計算機晶元的邏輯門是晶體管(多謝評論區指正)，高低電頻。

而量子計算機就比較特別了，目前也是在研發和探索當中，哪種才是最佳形式其實還沒有定下來。

事實上，當『量子計算』這一概念被提出之後，科學家們就前赴後繼，為了在物理上和工程上實現它而努力。迄今為止，科學家們提出過的量子計算機的實現形式有很多種，最終大浪淘沙，現在仍活躍在 nature 等期刊上的主要有三種：

從左到右分別是超導電路、半導體量子晶元和離子阱

它們迄今為止距離量子計算機實用的目標還有多遠呢？在達到 99% 的保真度的基礎上，UCSB 的 Martinis 組（現在在 Google）實現了9 量子比特的超導量子晶元，新南威爾士大學的 Andrew Dzurak 實現了2 量子比特的硅基半導體量子晶元（保真度有待進一步測量，據信可以達到 99%），牛津大學的 Lucas 組實現了5 量子比特的離子阱量子計算。
可以說，現在最有前途的是超導量子晶元，但是電路設計難度隨著比特數增多而增大；離子阱量子計算同樣性能優異，但體積龐大，看圖（最右）即可以知道，小型化尚待時日；而半導體量子晶元雖然不如這兩種，但是它完全基於傳統半導體工藝，只要科學家能在實驗室里實現樣品晶元，其大規模工業生產理論上講就不存在問題，這是它大大超越前兩者的優勢所在。所以，最終誰能屠龍，尚未可知。
現在回到半導體量子晶元上，作為迄今國內唯一以量子計算機的設計為目標的研究組，中科大郭光燦院士下面的郭國平教授組現在主要的精力就投入到了半導體量子晶元的研究中。該組迄今為止的成績不完全統計如下（以發表文獻為準）：
1、超快單量子比特邏輯門（2013）
2、超快兩量子比特邏輯門（2015）

3、利用超導諧振腔實現了兩個石墨烯量子比特的長程耦合（2015）
4、在保持操控速度的同時提高相干時間的新型雜化量子比特（2016）
——摘自量子計算機和半導體量子晶元都是什麼高科技？

這是我淘汰的測試晶元自己做一個差不多2天時間和你心中想的傳統電路可以說是完全不一樣運行溫度在10mk左右

謝邀，但是真的不懂量子半導體概念。思考了一下量子糾纏概念之後，發現不明白有何優勢體現。望後續者指正！

謝邀。

不了解半導體量子這麼前沿的概念。但是傳統IC畢竟已經到了極限，摩爾定律已經失效，製造業最關鍵的光刻遭遇光衍射的問題。砷化鎵這些新材料會逐漸成為主流，大熱的量子晶元、生物晶元也許能將集成電路帶入一個新世界吧。

真是想看到幾十年後微電子專業的專業書啊。

首先我不懂量子計算機的電路是什麼樣子。所以很抱歉我回答不了，只懂普通的邏輯電路是晶體管組成的。

目前就我知道的，再結合 @Mr.真空所說的，量子計算機還和當初第一台計算機那樣屬於少數科研單位中在用的工具（例如谷歌的，具體見中科院物理所的微信科普文http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAwNTA5NTYxOA==mid=2650847130idx=4sn=601947658a3ba2983181cf3837aad962scene=），離民用還很遠，所以大規模代替晶體管是很難近期實現的。

區別：量子晶元進行的是量子計算，而數字集成電路晶元進行的是數字計算。

數字集成電路晶元中，由高低電平來代表二進位演算法中的0和1，並通過由三極體、mos管構成的邏輯門進行邏輯運算。

而量子晶元中需要完成的是量子計算，由兩個不同的量子態|0&>和|1&>來代表量子演算法中的0和1，其運算也需要有相應的量子邏輯門，與數字電路相比，可進行疊加態運算以及疊加態存儲。

這裡，就重點介紹下疊加態的運算和存儲。

對於一個函數f(x)，我們要帶入100個x值，獲得100個結果，請問需要計算多少次？

在經典計算中，答案很簡單，算100次唄，帶一次x值算一次。

但是在量子計算中，只需要算1次就可以了。

由於量子計算過程中，計算單元是由量子態構成的量子比特，所以所有的x值都是量子化的，100個x值可以疊加成一個混合態，帶入到量子晶元中計算一次後，就能獲得100個結果的混合態，再經過相應的測量，就能找到對應x值的結果。

那麼相應的疊加態存儲也好理解了，100個x值我們可以混成一個狀態進行存儲，不需要100個存儲器。

既然二者進行的是完全不同的運算，具體到相應的器件差別就更大了。量子晶元的優勢就在於可對大量初值進行量子態疊加，加強了計算效率。

謝邀

作為沒學過量子力學的本科生，我只能耿直的說一句我不會

不過我覺得現代集成電路終歸有量變到質變的一天的，但具體取代它的是量子晶元，光子晶元還是啥的我覺得看目前還不確定