造量子位元，不止一條路
大多數量子計算的新聞配圖，拍的都是同一樣東西：一座金光閃閃、由連線組成的「吊燈」，掛在一台高高的冰箱裡，最底下藏著一小塊金屬晶片。那是一塊超導晶片，也是最出名的那個家族。但出名，並不等於勝出。還有好幾個研究團隊，正用全然不同的材料和手法，奔著同一個目標——一個能用的量子位元——而去。與其把它想成一場有明確領跑者的賽跑，不如把它想成好幾支隊伍，沿著不同的路線，去爬同一座山。
在現階段，值得認識的有四個家族。超導量子位元，是一個個微小的金屬電路，被冷卻到能毫無電阻地通電流。自旋量子位元——也叫矽基自旋——把量子位元存進一顆困在普通矽晶片裡的單個電子。囚禁離子機器，用離子阱晶片把一個個帶電的原子托住，讓它們懸浮在真空中、就在晶片表面上方一點點。而光子方案，則用光子晶片，讓量子位元化作一顆光的粒子，在玻璃裡刻出的細小通道中滑行。（還有第五條路，中性原子，用交叉的雷射束把整顆原子穩穩定住。）
並排比一比
並不存在一個單獨「最好」的平台，因為每一種都在某些方面強、在另一些方面弱。對初學者來說，有幾樣品質最要緊。量子位元在忘掉自己之前，能記住狀態多久？你能多快地翻動它？要把許多個做得一樣，有多容易？還有，它是非得冷得要命，還是能在暖一點的環境裡運行？下面那張小圖把這些排在一起——但請把它讀成大致的傾向，而不是一張計分牌。
A beginner's rough side-by-side (tendencies, NOT a ranking):
family memory speed easy to needs to
(holds (flip copy many be very
state) qubit) the same? cold?
------------- --------- ------- --------- ----------
superconductng short-ish fast okay yes, ultra
spin in silicon medium fast promising yes, cold
trapped ion very long slow tricky no (vacuum)
photonic n/a* fast okay no (room T)
* a photon flies past and is measured, not stored,
so 'memory' is not really its game.
Read across, not down: each row trades one virtue
for another. No row is best at everything.把每一行橫著讀，權衡就跳了出來。囚禁離子能把狀態守住長得驚人的一段時間，而且彼此之間幾乎沒有差別——但它們操作起來慢，要擴展也麻煩。超導晶片和自旋晶片又快、又能借用世界上現成的晶片工廠，可它們忘性大，還要求殘酷的低溫。光子在室溫下嗖嗖地飛、永遠用不著冰箱，但一顆光子不肯停下來等——它必須在飛行途中被逮住、被測量。每一個家族，都在某處為自己的天賦付了賬。
為什麼沒人勝出——以及為什麼這沒關係
要是有哪個家族明顯領先，事情會清爽得多，但說實話，沒有。每一種都在不同的座標軸上強，而一處的領先，往往伴隨著另一處的弱點。記憶最長的那個平台，可能也是最慢的。最容易複製的那個，可能忘得最快。於是這張排行榜，會隨著你那一週選擇在意哪個數字，而不停地重新洗牌——這正是為什麼謹慎的人，都不急著給誰加冕。
還有一件事值得把話說明白，它是這整條階梯誠實的脊梁：無論你挑哪個家族，今天的機器都還很小，而且很吵。它們能用的量子位元，從寥寥幾個到幾百個不等，每個量子位元都會犯些小錯、也很快就忘掉自己的狀態。它們之中沒有誰——金屬的不行、矽的不行、懸浮原子的不行、光的也不行——能離取代你眼前這台筆電有半點邊。它們是大有可為的實驗室儀器，而不是完工的電腦。
而下面是令人愉快的部分：手裡同時握著好幾條活生生的路線，是一種力量，而不是一團亂。每個家族都在教別的家族一些東西，而其中一種裡的突破——一種更好的佈線方式、一種更乾淨地造光的方法、一台能暖一點的冰箱——都可能盪漾著波及其餘。所以，當你在這條階梯接下來的部分裡遇見「其他那些晶片」時，請用同樣友善、平衡的好奇心去對待它們全部。贏家，如果真有的話，還沒被定下來。