杰森帕尔默说道，经过实验室几十年的不断探索，量子物理的一些奇特效应已开始投入使用。
ATRICK GILL 是伦敦西南部英国国家物理实验室（NPL）的新量子计量研究所的主任，也是原子钟领域的专家。他指向一个满是透镜、反射镜、真空室和电子设备的大桌子说，“那边还有一个小的。”
NPL 是全球官方的几家原子钟实验室中的一位。在所有原子钟实验室中，每一个旗舰设备（有一些设备很大的）两侧都有建设中的更小设备。小型化是游戏的代号。这边是一个符合标准的电子机架，19 英寸宽。而另一边是一个拳头大小的、在安全卫星内来保护原子钟珍贵的内部的 gizmo。
NPL 开发的铯原子钟可以说是世界上第一个量子技术，虽然它没有这样标榜自己。最常用的方法首次使用于 1950 年，通过将能量加进原子从而创造“叠加态”，如此可测量原子在同一时间不仅有一个能量状态 – 激活和休眠。探测这种奇特情况揭示了这些原子的“时钟频率”- 每个大陆上时钟的一个常数。这个常数也是时钟精准度的基础，也是国际上赞同的对秒的定义的基础。
经过几十年的实验工作，一大批依赖量子力学效应的不同设备和方法现在已经准备投入市场。它之所以花了这么长时间，主要是因为必须首先开发组成它们的组件：更好的激光器、半导体、控制电子，以及许多量子系统实现最好表现的条件——低温技术。
英国没有在市场中开发原子钟。相反，设备发明一年后，它被美国公司 National Company 商业化。鉴于这些新的量子技术的潜力，这时候很多人都在想把它商业化。NPL 越来越小的时钟只是朝市场产品迈出的一小步，这种产品在导航方面，远胜 GPS（本身是原子计时的应用），或帮助地下勘探。量子技术的时代几乎快要到来。
怪诞的量子力学
自然界中的一切都可以用量子力学描述。一个世纪前诞生的量子理论是原子尺度上所发生事情的规则手册，提供了从周期表布局到原子扫描器喷涂粒子家族的一切解释。它引导了从激光到 MRI 机器等日常技术的发展，并在天体物理学家对诸如黑洞内部和宇宙的黎明之类不可知事物的研究中建立了坚实的基础。它揭示了一些令人惊讶的发现，如只有在离散的大小（量子）原子才能吸收和发射能量，光和物质既可以是波也可以是粒子，这是现代物理学最大的胜利。
它有怪诞的一面，但正是这怪诞的一面吸引了人们对现在被称为第二次量子革命的兴趣。第一次量子革命是关于物理学：理解世界如何在量子力学规则的微小尺度上工作。粒子不仅能像原子钟里的原子一样可以同时处于两种状态；有时两个粒子分开很长的距离似乎可以感知彼此的情况，也就是纠缠。粒子的精确位置或状态在测量之前是不确定的，只有比给定结果更高或更低的似然性，并且测量过程会不可逆转地改变该情况。所有这一切从 20 世纪 20 年代中期的数学上已经很清楚，但直到 20 世纪末期才在实验室实验中显现出来。随着理论预测被投入使用（例如在电子学中的使用），量子力学被冠予了反直觉、甚至完全怪异的声誉。
这些年来取得的专业知识正在带来好处。最反直觉的量子力学预测被用于测量交错精度，产生不可破解的代码并形成不可穿透的通信网络基础。量子计算机可能最终解决当前无法解决的问题，改善电力传输或能量密集型肥料的制造，或者简单地筛选不可实现的大数据集。然而，很久以前，计算系统还远远不能达到提供行业解决方案的通用机器水平，如金融、能源、航空航天，甚至推荐引擎这种平凡的事情。
从小开始
如今，仍有许多工作要做。虽然少数量子传感器、适度的量子网络和基本的量子计算机已经在使用，但它们仍然没有充分利用量子优势，而且这些量子设备目前少有能被普遍部署的。根据咨询公司 McKinsey 的数据，2015 年全球正在从事量子技术研究的员工约有 7000 名，总预算约 15 亿美元（见图表）。量子技术的产业化将会提升这些数字。
现在值得注意的是量子技术的挑战不再是科学问题，而是工程问题。例如，对较小的原子钟进行搜索； 用于放大、按路线发送量子通信信号的装置； 以及用于量子计算的更鲁棒的“量子位”（后面会有更多介绍）。初创公司正在满怀热情地拥抱这项技术，科技巨头也已经立下旗帜。人们普遍认为，谷歌是量子计算机技术的最前沿，微软有最全面的软件计划。
公共钱财也在流入这个领域。国家和超国家基金机构正在支持越来越雄心勃勃的量子技术。英国有一个价值 2.7 亿英镑（3.3 亿美元）的计划，欧盟已经为一项全欧盟项目预留了 10 亿欧元（10.8 亿美元）。许多量子技术都有安全方面的含义，所以国防部门也在提供资金。
许多公司已经在准备量子技术的未来。在 2015 年，IBM 成立了前沿研究所（Research Frontiers Institute），邀请企业参与者分享关于技术增长领域的想法，量子是其中一个。AXA（一家大型保险公司）的研究基金资助了巴塞罗那光子科学研究所的一位量子信息教授，以考虑即将到来的量子热潮所带来的数据隐私风险。
量子技术看起来很快就能找到进入各种产品和服务的方式（主要是在幕后），这正如人工智能最近所做的。量子技术可能很怪诞，但保证也是美好的。
计量：进行感知
量子技术的超灵敏度使其十分适合测量
自上世纪以来，量子物理便面临着实验的问题。在严格控制的条件下，该理论标明孤立粒子游能力给出各种有趣或可能有价值的行为；但实际操作中粒子和原子从没完全隔离，因此量子实验可能难以实现。
然而，这种困难也为量子技术：感知，提供了机会。英国量子专家 Peter Knight 爵士说：“我们改变了思路。如果它能与外界如此有效耦合，就也能很有效地去感知。”原子钟便是上市的第一个量子技术。大多数设计是通过利用微波产生的原子能级进行工作的。其中一些原子以既不处于基态（最低能量态），也不处于激发态的状态来吸收光，这是量子力学的中心效应。一种改进设计将原子中的微波水平与对应于可见光（频率高得多）的另一水平“纠缠”在一起；这种纠缠是另一种量子效应，它将两个原子的命运暂时但不可分割地连接起来，因此对一个原子的实验能够产生与另一个原子有关的信息。把频率更高的微波原子与可见光纠缠，能让原子钟获得更准确的时间。
2012 年，美国国家标准与技术局（NIST）的 David Wineland 通过说明如何做到这一点而获得了诺贝尔奖。这些年来，他的时钟是地球上最精确的测量设备：如果它在 138 亿年前的宇宙大爆炸时就开始测时，到现在其误差仍不超过一秒。
精准计时用途多样
精准计时，特别是用正在开发的小型廉价设备进行计时具有多种用途——从时间戳的高频市场交易到动态能源网内高速变化的设置。甚至把原子钟举起来就能改变滴答一次所花的时间：根据相对论，越接近地球时间走的越慢。这是障碍还是机会？答案是：相对的。良好校准的原子钟可以使用这种差异进行超精确的高度测量。或者它能在固定的高度感测下面的引力；固体基岩与油气囊的读数不同。
引力定律
时钟不是研究重力的唯一手段。在微观尺度，量子力学规则与物质粒子流的表现会很像波。这些波与池塘水面的波纹一样，能够彼此干扰、增加和削减，用量子描述也就是改变在某处发现粒子的概率。在原子干涉仪中，以不同的高度发送两束粒子流，然后带回到一起进行相互干扰。两条路径的差异大小表明了下方引力的相对强度，从而可测量地改变相加和削减的程度。
这种装置用途很广。如在英国的道路施工和建设过程中，每年会挖出 4 米的洞，但三分之二的挖掘者不知道在地面下会发现什么。测试钻孔覆盖的区域很小，而穿透地面的雷达到达的地方不足深。这是，一个仅从鹅卵石就能辨别管道的重力传感器会省去很多麻烦。
RSK 是清理棕色地带等环境的一家环境咨询公司。他们预估三分之一的建筑项目会逾期一个月，另有三分之一会逾期两个月或更长时间，而其中有一半是地面下的突发状况导致的。这家公司正在与英国伯明翰大学合作开发具有实地应用的量子重力传感器，希望能部署在大型基础设施项目中。其他开发廉价传感器的努力引起了诸如石油服务业巨头 Schlumberger，及测量公司 Bridge porth 等公司的兴趣。
军事有关人员也很有兴趣。英国国防部国防科学咨询委员会的会长 David Delpy 说：“你无法屏蔽重力”。改进的重力传感器将能够探测水下移动的质量，如潜艇或鱼雷，这将会消除法英核潜艇的威慑效果。量子重力仪可以精确地反应地质特征与其引起的重力，正如 Delpy 博士所言，这将有助于在没有卫星导航信号的地方旅行——“一种引力领域的谷歌地图”。
而相对论也表明，重力只是加速度的一种表现：一个优质的重力仪就是优质的加速度计，它也会是一个优质的振动传感器。一旦它们体型足够微小，性能足够强，所有的高精度装置将对汽车制造商，特别是对自动车行业有利，它们将依靠准确感测汽车及其周围环境的运动取得胜利。Bosch 是一家德国公司，它是世界上最大的汽车零部件制造商及许多其他行业的供应商，如今也已注意到其产品量子技术的增强。
该公司的研发总监 Michael Bolle 认为，传感器将成为量子技术首个成功打入市场的产品。他说：“我不是在谈论利基市场，我对触发点感兴趣，即产品进入批量生产阶段的时期。”为了准备这次的市场爆炸，全球的量子技术专家正在争相为自己的发现申请专利。在一些如日本和澳大利亚的国家，量子传感器占了国家专利投资组合的很大份额（如图）。
Bolle 和其他人也对基于“氮空位（nitrogen vacancies）”的传感器感兴趣——即金刚石的全碳网络被缺失的碳原子旁的一个氮原子破坏的位置。这是量子物理学家的地盘：主要通过颠簸时相邻碳原子生成的刚性笼子、波动的外界、容易操纵与测量的氮原子的电子、置于叠加环境甚至让它们彼此缠结来隔离它。类似超灵敏时钟，这些系统对其环境响应灵敏，并且可以作为压力、温度和电流的精确传感器。
最有希望的便是测量磁场。最近有研究表明，氮空位可以检测单个神经细胞的开—关磁场；在人体内部，这个原理同样适用。具有氮空位的纳米级钻石已经用于检测活细胞中的化学变化，来自理论物理研究所和德国乌尔姆量子物理研究所的研究人员已经研究出 NVision，它是一个使用纳米金刚石来匹配目前最佳磁增强的 MRI 技术的启动器，但它仅用四十分之一的成本便能达到 40 倍快的速度。
这些应用中的高性能取决于众所周知的氮空位，它在天然金刚石中偶尔发生，但精确测量中，其位置和数量必须为已知量。进入 Element Six（DeBeers 的子公司，DeBeers 是世界上最大的钻石生产商），他们生产氮空位设计精准的钻石。
捕捉友善的量子幽灵
量子增强（Quantum-enhanced）方法还可以增补其他生物成像技术，比如，正电子放射断层摄影（positron emission tomography （PET）），它能拍摄从注入的放射性追踪剂飞出的高能量 γ 射线光的图片。每个示踪剂分子在与组织的相互作用下于相反方向吐出两个光子，而量子纠缠断层扫描（Quantum-entanglement tomography）就旨在利用这些光子天生的纠缠特性。在 PET 中，因为光子可以弹离身体组织，所以可能难以追踪。每对光子的纠缠使得找出各自来自何方变得更容易，这使得扫描会消耗更少的时间和放射性材料。
Ghost imaging 是另一种利用光子量子性质的有效途径。该技术涉及将光束分成两部分，并将所得到的两个光束对准两个检测器：一个无阻碍；一个通过略微不透明的介质，比如从热的地面或者从烟雾缭绕的房间中升起的湍流空气。因为组成光束的光子互相关联，严格地解释由两个检测器所看到的从而产生眼睛无法看到的图片。在 2013 年，美国陆军的研究人员表明，该技术工作距离超过 2km。
该技术指向了一个有趣的争论：它支持了量子技术社区中关于量子效应如何带来优势的许多次讨论。尽管 Ghost Imaging 在 20 世纪 90 年代被预测到，但是因为光的离散型、光子的可数性，关于量子纠缠是否有用或简单争论仍然非常激烈。量子成像专家格拉斯哥大学的 Miles Padgett 说，“我认为这并不重要。重要的是，我们是否使用我们在量子世界的知识带来了竞争优势？”有了可以检测到一毫米高度差的手持检测器，原则上磁力计可以观察你的每个神经元，成像设备能够看穿整个烟雾弥漫的战场，而且对上面问题的答案更明显是“yes”了。
量子网络可以巩固通信连接
在 2004 年，奥地利银行和维也纳市政厅了完成了第一个量子加密银行转账。量子密码学的先驱 Anton Zeilinger（他的实验室协助了这次转账）表示希望“部署中的所有问题将在三年内得到解决”。但是并没有。
2007 年，当瑞士联邦选举的量子加密计票结果从投票站送到日内瓦州政府时，该技术再次接受检验。工程师坚持认为传输完全不受窃听或干扰；一个名为 ID Quantique 的公司开发了一个利用量子力学中的一条规则来提供全面安全的系统。
这种说法也被证明为时过早。黑客后来证实，用这种技术传输的设备可能容易受到攻击。此外，这种量子加密还需要在发送器和接收器之间使用单个专用的光纤，这将技术限制为高调事物，且舍弃了支撑网络和因特网的许多发送器和接收器之间的交互连接。
主要发现
如今不一样了。为了应对黑客的攻击，该设备已经变得更加安全。现场试验表明，精致的量子光信号可以通过家庭或企业所用的网络光纤传输。并且为了可以放大且分散标准光学信号的设备的量子增强版本所做的努力已经取得成果。量子网络正在兴起或扩张。并且量子通信，就像它们的传统对手一样，也将很快的通过这个网络。
最受争议且被部署的技术被称为量子密钥分布（QKD）。在一种设置中，发射器朝向接收器发射单个光子，其随机地选择随着光粒子被极化的四个平面中的一个，其中两个与 0 相关联，而另两个与 1 相关联。接收器同样随机地选择极化的种类进行检查。在发送这些位相关联的一串光子之后，这一对 guang zi 可以公开比较其所采用的极化（polarisations）；每当它们恰好选择了相同的一个时，与该极化相关联的 0 或 1 可以用作加密密钥中的比特。
海森堡的不确定性原理对系统的安全性做出了贡献，这是一个备受吹捧的量子规则，在这种情况下，截取和测量给定的光子迫使它进入给定的极化，从而保证窃听者将破坏系统的随机性。对系统的干扰将减少该对设备看到的巧合的数量；如果数量太少（他们应该看到大约一半的时间），则确定有人在线。
物理教科书会告诉你，一个随机生成、只使用一次且足够长的密码，是绝对安全的。但新加坡量子技术中心的 Vlatko Vedral 表示，被邀请试图攻破中心量子通信实验的黑客经常会成功 - 不是通过击败量子规则，而是野蛮地利用设备本身的缺点。例如，存储数字 0 产生的热量与存储 1 所产生的热量略微不同，因此仔细观察产生的热量可以暴露正在接收的数字串。一旦被发现，这样的入侵行为很容易被防止。随着时间的推移，缩小了缺点的范围，并且推动了创新。
由于愈发安全的链接的发展，量子加密（quantum cryptography）最近被更加广泛地部署。ID Quantique 在荷兰电信公司 KPN 的数据中心之间建立了量子连接；美国非盈利研究公司 Battelle；和两个瑞士的私人银行，Hyposwiss 和 Notenstein。并且在日内瓦的金融机构和 50 公里以外的疾病回复中心之间建立了链接。2015 年，日本东芝的研究院将量子加密的基因组数据从仙台的研究机构发送至 7 公里以外的东北大学。
量子技术的未来在于量子网络
但是量子技术的未来在于量子网络——它是连接许多发送器（sender）和接收器（receiver）的基础构件。量子网络正在主要的大都市内部或者之间涌现。韩国政府正在资助一条 250km 的链路以加入现有的城域量子网络。在英国，一条相似长度的量子网络将通过伦敦部署在布里斯托尔和剑桥之间。澳大利亚正在首都堪培拉建立一个封闭的政府管辖网络。
没有比中国在去年年底完成的量子网络更具雄心的项目了。他由中央政府资助，途径济南和合肥连接北京和上海，其中济南已经拥有超过 70 平方公里的由 50 个节点（节点就是连接发送器和接收器的交换机）组成的城域网络，合肥拥有 46 个节点的城域网络。它的客户包括中国工商银行、中国银监会以及新华社。
距离会带来一个问题。随着精心制备具有特定量子态的光子沿着光纤不断反射，这些状态最终会受到干扰，它们承载的信息会有所损失。为了保真和安全，光纤链路不应超过 200km。标准的光纤信号会遭受同样的信号衰减，所以用来加强信号的中继器就以确切的间隔放置在网络的路径上。然而，在量子规则下，未知的量子态是不能被复制的，所以量子数据在进行一次增强的时候需要临时解密，这就造成了一个安全漏洞。
有两种途径来解决这个问题：一个基于陆地，另一个基于空中。基于陆地的方案就是开发中继器的量子模拟物（analogues）。它需要一个能够存储传入信息的量子存储器（quantum memory），以及不会危及量子安全的发送方法。安全传输需要另一种量子特性：隐形传送。这是一种将一个粒子的量子态投影到在远处的另一个粒子上的方式，需要强调的是，被传送的不是粒子本身。去年，两个研究小组展示了在卡尔加里和合肥的两个大城市网络的远程传输的好处。至关重要的是，他们使用与现有电信网络中使用的波长相同的波长进行了实验，以确保新技术可用于现有的光纤基础设施。这个方法达到了期望的结果。
幽灵般的超距作用
另一个重点是在空中，在相似的距离内，不需要实际的光纤连接。量子态以这种方式的传送记录是 2012 年由研究者创造的，那时它们在加那利群岛上的两座距离 143km 的岛屿之间传输一条经过量子加密的信息。一个长期的目标就是将这个思想用在空间：对一个光子来说，空间中由整个地球大气层厚度引起的干扰相当于在地面由几公里空气造成的扰动。
去年八月，中国发射了由华为和联想等科技公司支持的量子密钥分配卫星——墨子。目前其目标是给北京--上海的网络提供到远在 3000km 以外的新疆乌鲁木齐的连接。新加坡、加拿大、日本、意大利以及美国也在努力发展量子通信卫星。一旦通过湍流空气、云层等媒介获取量子信号的挑战被解决，一个全球的量子网络将会很容易实现。
有了国家范围的量子网络以及量子卫星，不难设想出能够为每一条链路提供量子增强安全性的全球“量子互联网”。但是，允许发展这些网络的创新也是有用的，例如在量子计算设备内部或者之间传输信息：试想一下量子分布式计算和量子云计算。“正如互联网已经展示了连接许多标准计算机的力量”，MIT 的理论家 Seth Lloyd 说：“量子互联网有潜力改变人们以及组织之间协作和竞争的方式，这在保护隐私的同时建立了信任”。
然而并不是每个人都确信这一点。国防建设似乎已经被一些早期受挫的量子链路所推迟。量子通信的努力仍在进行中，例如美国陆军和海军在研究武器，但是空军科学顾问委员会的一个分析表明，“量子密钥分配 （QKD） 与传统的方式相比并没有多少优势”。并且怀疑者们确切地指出，加密并不是许多安全链中最薄弱的环节。
然而随着硬件的进步以及巨量投资的持续，量子网络或许开始看起来像一个战略必需品；这样的话，消费应用很可能会激增。为工业界指定全球标准的欧洲电信标准组织（ETSI）正在定义量子加密标准。ETSI 的科学家希望确保来自多个供应商的套件能够一起工作，并创建一个认证以使消费者能够得到一个被广泛认可的安全级别。小型化的努力也在进行中，因此很久之后量子设备可能会适合你的掌上电脑或者手机。
科技巨头和新崛起的公司都涌入一个具有巨大潜力的技术
1981 年，理查德·费曼 （Richard Feynman） 在一次演讲中提出，能否将量子力学的奇妙属性用来解决当时的计算机不能解决的物理系统的模拟问题？此后其他人也开始研究这个问题。1985 年，目前任教于牛津大学的大卫·杜斯 （David Deutsch） 展示了如何把量子系统设置为一个“通用”计算机，也就是说，像现在的计算机一样可以运行任何程序 （这就是当时的量子图灵机模型）。尽管这很迷人，但是在那个时候是相当理论化的，因为涉及到的硬件没有人知道如何去组建。
真正使世人正身注意量子计算机的是彼得·秀尔 （Peter Shor） 在 1994 年发表的一篇论文，他当时在贝尔实验室工作。秀尔博士证明了量子计算机可以被用来进行一个很大的数字的质因数分解。这种分解在数学上是极其困难的，这个事实正是至今仍然在使用的加密协议的基础。
从那时候起，研究者提出了很多不同的问题，证明量子计算机应该优于最好的超级计算机，并且提出了很多种能够分解问题的算法和步骤，以便于量子计算机能够通过它们来处理问题。这个明显的用途开启了一个持续多年的仅仅局限于安静的实验室和学术论文的国际竞赛。而今天，大企业都非常感兴趣，包括因特尔 （Intel）、惠普 （Hewlett-Packard）、谷歌 （Google） 以及微软，都有相关的科研项目。去年 IBM 发布了量子计算平台“量子体验 （Quantum Experience）”， 它可以让所有的用户在互联网上玩一个原始的量子计算机。政府也通过直接或者国防合同的形式向学术研究计划中投入资金，而且越来越多的初创公司也在依靠它们自己的在这个领域打拼。
一个足够大的能够解决彼得·秀尔博士当年所设想的事情的计算机也会在当下的许多棘手的问题中大有用处。尽管这只是一个遥远的愿景，但是朝着开发一个这样的计算机的所有努力都会有很大的裨益；一个更加简化、更加具有专用目的的计算机能够用于很多应用中。
一比特一比特的操作
使量子计算机的思想如此吸引人的不是它们比传统的计算机运行得更快——传统计算机在一些应用上可以很快，但是其他得不会很快，而是量子计算机本质上不同的工作机制。三个反直觉的概念在发挥作用。第一个就是叠加。今天的计算机所依靠的比特位都采用两个值，即 0 或者 1。而作为它们的量子模拟，量子比特 （Qubits） 可以被布置在最好能够认为是 0 和 1 的某种混合“状态”中。用这些奇怪的状态来解决计算问题就是让量子比特同时作为 0 和 1，某种感觉上来说，就是在计算的同时就产生了结果。
这种不确定状态的力量通过第二量子力学效应释放了出来，那就是量子纠缠。标准的计算机依靠将一个比特和下一个比特的完全分离来避免计算出错或者文档损坏。对一个量子计算机而言，多个量子比特的纠缠是数量巨大的；在最好的情况下，给定设备的所有量子比特都是相互纠缠的。另外，对一个量子比特的操作是对与之纠缠的所有量子比特的不同程度的操作。所以不能严格地根据其组成部分来描述这么一个机器。需要考虑一个量子比特是如何与相邻的量子比特连接的，以及下一个相邻的量子比特，以此类推，遍及所有相关的量子比特。描述一个 50 位的标准计算机的所有状态需要 50 位的数字存储器，而描述一个 50 量子位的量子计算机则需要一百万亿 （10^15）。
这变得更加奇怪了。尽管很容易想象出一个预测给定事件发生概率的方程，但是在量子力学中预测所谓的概率幅值是更加困难的，它实际上有可能是负的。在量子计算机处理的过程中，这些概率幅值相互干扰 （再一次像波一样），正的和正的在一起，负的和负的在一起，本质上，这减小了答案出错的概率，增大了答案正确的概率。
开始选择是和一个问题的算法的时候就引发了一个问题。当量子比特的初始状态确定了之后，这个算法实际上就很明显了：这里是 0，那里是 1，那里是 0 和 1 的某种混合。然后计算就仅仅是在这个由叠加的、纠缠的量子比特所组成的系统中演绎量子力学定律了。改变状态、改变量子比特的耦合关系等等，呈现出了所有这些状态和组合一个巨大数量的交叉操作，伴随着概率幅值的增大和减小，直至系统达到一个表征最终答案的稳定状态。所以是一个设置问题和机器，从而达到以光速实现筛选所有可能性的事情。
制备量子比特的工作经常集中于对由超导线组成的微环路的利用，类似于标准计算机中的“门”电路。由电磁场包围的单电荷原子也能用来实现量子比特；二月份，一个国际研究者联合会发表了一个阱离子机 （trapped-ion machin） 的开源蓝图。几个组都在使用单光子作为量子比特——这种方法看起来能够容易地集成现有的半导体制备技术。微软的“拓扑”量子计算机则完全使用了另一种东西：“任意子 （anyons）”，这是一种比其他的量子比特候选粒子更加容易操纵的粒子，但是这种粒子从没有出现在理论物理课本之外。
制备一个光量子不再困难。问题是如何处理它。光量子的状态是非常精细的，需要与实验中的一切实际的东西完全隔离。但是隔离永远不会是完全的，并且会出现错误；对于要取得成功的计算任务，这一点必须受到注意并且被纠正。已经很明确，随着计算机规模的扩大，逻辑光量子 （实际中做计算的那部分） 的数量相比用来进行错误矫正和命令控制的光量子要小很多，大概几千倍。要实现秀尔博士的用以解密的著名算法，大概需要一百万光量子。
要轻是一个工程挑战。但是势头很明晰，量子计算在一步步接近了，与传统计算机相近的名字被越来越多地使用。惠普在努力地建造自己的量子计算机。因特尔在量子技术的投资已经开始实施，包括投在荷兰国家量子计算中心 （he Netherlands』 national quantum-technology hub） 的 5000 万美元。如果微软的拓扑量子方法开始起作用，那将会是更少的出错倾向。量子计算的初创公司也变得越来越活跃。耶鲁大学和马里兰大学的研究人员已经有了自己的公司，而且，在 IBM 和和美国能源部工作的物理学家也创建了他们自己的公司。
政府也在采取行动。澳大利亚已经在悉尼的新南威尔士大学的一个实验室投资了 2 千 6 百万澳元（约合 2000 万美元），澳大利亚联邦银行和电信公司 Telstra 也投入了相同数量的资金。这两家公司的金额大致相同。悉尼大学的一个实验室正在作为 LogiQ 的一部分被资助，LogiQ 是美国政府国防装备的一项先进智能研究计划。泄密的文件显示，美国国家安全局一直在探索“是否可以建立一个对密码学有用的量子计算机”。专家现在认为它可以。但是实现以后呢？
