光子量子比特（photonic qubit）

光子量子比特把量子信息存放在一个单独的光粒子——也就是一个光子里。你可以把一个光子想象成一个小小的信使，它携带着一个非此即彼的自由度：它的偏振朝向哪一边（比方说竖直还是水平），或者它走的是两条路径中的哪一条。把这两个选项调成某种「混合」，你就得到一个量子比特，它的状态是 alpha|0> + beta|1>，两个振幅各自的平方相加等于一。当你去测量时，你只会得到一个结果，0 或 1，得到它的概率等于对应那个振幅的平方，而原先的「混合」也就坍缩成你看到的那个值。

它的吸引力很实在。光子几乎不和周围环境发生相互作用，所以它能把自己的状态保持得很好，也不需要稀释制冷机；许多光子系统在室温下就能运行。又因为光本来就能在光纤里和自由空间中传播，光子天然就是在相隔遥远的机器之间传送量子信息的载体，这让它非常适合用于通信、组网，以及量子密钥分发（QKD）。但麻烦正是这份「不理睬」的另一面：两个光子相遇时通常会径直穿过彼此、互不察觉，所以要造出一个双量子比特门——也就是让一个量子比特有条件地去影响另一个——是真的很难。常见的变通办法要依靠测量和额外的光子，而且只是有时候才成功，因此还得配上巧妙的方案才能变得可靠。