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日国于2000年10月开始为期5年的量子计算与信息计划，重点研究量子计算和量子通讯的复杂性、设计新的量子算法、开发健壮的量子电路、找出量子自控的有用特性以及开发量子计算模拟器。2007年，加拿大dwave公司成功研制出一台具有16昆比特的“猎户星座”量子计算机，并于2008年2月13日和2月15日分别在花国加州和加拿大温哥华展示他们的量子计算机。2009年11月15日，花国国家标准技术研究院研制出可处理两个昆比特数据的量子计算机。全球第一家量子计算公司d-wave于2015年6月22日宣布其突破了1000量子位的障碍、开发出了一种新的处理器，其量子位为上一代d-wave处理器的两倍左右，并远超dwave或其他任何同行开发的产品的量子位。

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如同传统计算机是通过集成电路中电路的通断来实现0、1之间的区分，其基本单元为硅晶片一样，量子计算机也有着自己的基本单位——昆比特（qubit）。昆比特又称量子比特，它通过量子的两态的量子力学体系来表示0或1。比如光子的两个正交的偏振方向，磁场中电子的自旋方向，或核自旋的两个方向，原子中量子处在的两个不同能级，或任何量子系统的空间模式等。量子计算的原理就是将量子力学系统中量子态进行演化结果。