量子比特会忘事，而且很快
一个经典比特可以安安静静地当好几年的 0 或 1。而一个量子比特保持的是一种脆弱的“介于之间”的状态，周围的世界一直在轻轻推它。过了一小会儿——常常不到千分之一秒——这个娇嫩的状态就会糊掉，信息也就没了。这种消退叫做失去相干，而量子比特在这之前能撑多久，就是它的相干时间。
所以量子芯片的第一件工作其实不是计算，而是让量子比特保持足够长时间的平静，才有可能做点什么。芯片上几乎每一个设计取舍——从材料到布线——归根结底都是为了多争取几微秒的“记忆”。
干扰藏在材料里
那些推搡是从哪来的？很大一部分根本不是来自外部世界，而是芯片自身里就带着的。金属、绝缘层，尤其是各种表面，都带着微小的瑕疵。其中有两类最要命。
第一类是TLS 缺陷：单个原子或游离的分子，常常藏在表面那层薄薄的氧化皮里，能像一个微观开关一样来回翻动。当它的节奏恰好和量子比特对上时，就会悄悄偷走量子比特的能量。第二类是介质损耗：绝缘材料并非完美无损，所以量子比特的信号每个周期都会有一点点以热的形式漏走，就像声音消失在一面略微发软的墙里。
qubit energy ))) ----> drains into: [ TLS defect ] a single atom that flips, in tune with the qubit [ dielectric ] lossy insulator, leaks a little heat each cycle [ surfaces ] thin oxides where most defects live fewer / cleaner materials = longer memory
你没法直接多印一些
有个诱人的想法：既然一个量子比特很脆弱，那就在一块芯片上放上千个，把杂乱平均掉不就行了？但是要把规模做大，会撞上一堵堵墙，这些墙和聪不聪明无关，而完全是物理和制造的问题。
其中最大的一堵叫频率拥挤。每个量子比特都被调到自己专属的、类似无线电的“音高”，这样我们才能单独跟它说话而不打扰邻居。但表盘上的空间是有限的。塞进更多量子比特，它们的音高就开始重叠；跟一个说话，会不小心戳到另一个。雪上加霜的是，真实的制造永远不完美——两个本该一模一样的量子比特，做出来总会有点差别（参数变异），于是总有一部分干脆落在了错误的位置上。最后能用的芯片所占的比例叫良率，而今天，随着芯片变大，良率掉得很快。
- 每个量子比特都需要自己的频率位置，就像收音机表盘上的一个电台。
- 制造工艺让实际频率四处散落，于是有些靠得太近。
- 拥挤的邻居彼此干扰，整块芯片的可用性就下降了。
- 量子比特越多，拥挤越严重，所以良率下降得比比特数上升得还快。
那么我们现在处在什么位置？
这一切并不意味着量子芯片是条死路。它意味着难的部分并不光鲜：更干净的材料、更好的布线、更精密的制造。进步是真实的，但是渐进的，是用几微秒的相干时间和几个百分点的良率来衡量的，而不是突然的飞跃。
这也意味着诚实很重要。今天的量子芯片又小又吵，而且还没有哪一种量子比特路线胜出——超导、离子阱、自旋和光子等方案各有各的墙。还要说清楚：量子芯片不会取代你的笔记本电脑。它是一种专用设备，瞄准的是一小类特定问题，而且就连这个承诺也还在被验证之中。