量子计算虽然处于早期阶段，但通过利用最小尺度的粒子，有可能极大地提高处理能力。一些研究小组已经报告说，他们进行的(量子)计算可能需要传统超级计算机花费数千年的时间。从长远来看，量子计算机可以提供牢不可破的加密和对自然界的模拟，从而超越今天具备的能力。

一个由加州大学洛杉矶分校领导的跨学科研究小组，包括哈佛大学的合作者，现在已经开发了一个根本性的新策略来构建全新的量子计算机。虽然目前的技术水平采用了电路、半导体和其他电气工程工具，但该团队已经制定了一个基于化学家定制设计原子构件的计划，当它们被组合在一起时，可以控制更大的分子结构的特性。

上周发表在《自然-化学》上的这一发现，最终可能导致量子计算能力的飞跃。

本项研究的通讯作者、加州大学洛杉矶分校物理学教授Eric Hudson说：“我们的想法是，与其建造一台量子计算机，不如让化学为我们建造它。我们所有人都还在学习这种类型的量子技术的规则，这项工作现在是非常科幻的。”

传统计算中信息的基本单位是比特，每个比特只限于两个值中的一个。相比之下，一组量子比特可以有更大范围的数值，成倍地提高计算机的处理能力。仅仅代表10个量子比特就需要1000多个普通比特，而20个量子比特需要100多万个普通比特。

这一特性是量子计算变革潜力的核心，取决于原子相互作用时适用的反直觉规则。例如，当两个粒子相互作用时，它们可以成为联系在一起的，或者说是纠缠在一起的，因此，测量一个粒子的属性决定了另一个粒子的属性。

然而，这种纠缠是脆弱的。当量子比特在其环境中遇到微妙的变化时，它们就会失去 "量子性"，而这正是实施量子算法所需要的。这限制了最强大的量子计算机少于100个量子比特，而保持这些量子比特的量子状态需要大型机器。

据Eric Hudson分析，开发基于化学的量子计算机现实上可能需要几十年时间，而且不一定会成功。未来的步骤包括将量子比特锚定在更大的分子上，使被拴住的量子比特作为处理器进行互动，而不发出不必要的信号，以及将它们纠缠在一起，使它们作为一个系统工作。

该项目由美国能源部资助，给了物理学家和化学家一个机会，使他们能够突破特定学科，用共同的科学语言进行交流。