基于半导体和超导技术，低温超导系统是量子计算的主流方案
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另一种方案是通过低温环境实现量子芯片的超导状态，基于硅基半导体开发的量子计算机。其原理是在高纯度硅中掺杂一定量的超导金属材料，比如铌等构成的超导金属，实现存储信息的量子比特。主要原理是将电子束缚在称为量子点的微小半导体晶体上，利用电子自旋的叠加态形成一个量子比特。虽然和经典计算机一样都是构建于硅晶片基础之上，但量子计算机的核心部件超导金属必须在极低温度下（约零下273摄氏度）保存，只有在这种极端低温的情况下，它们才能实现量子计算。
该方案的优点在于可以利用现代高效的半导体技术，比如硅晶片的制备工艺等。这是最有量子计算机发展前景的方案之一。采用这种技术方案的公司主要包括了D-Wave和IBM。D-Wave公司实现了512位量子比特的非通用型量子计算机。而IBM实现了4位量子比特的通用型量子计算机。
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