在目前的经典计算机中，每个比特只能有二种状态━━0或1，这构成了数字计算领域的信息存储基础。而在量子计算机中，由于量子叠加效应，一个量子比特可以同时拥有两种状态，这就意味着，N个量子比特可同时存储和处理2的N次方个数据。
从理论上说， 只需要6个量子比特，就可以达到目前64位的经典计算机的计算能力。一个40比特的量子计算机，能在很短时间内解开当前先进的1024位电脑花上数十年解决的问题。50个量子比特的计算能力，把当今世界前500名的超级计算机全部加起来，功能都无法胜过它，250量子比特所包含的比特数超过宇宙内的原子数量。
潘建伟团队成员、中国科学技术大学教授陆朝阳告诉财新记者，现在他们的能力是做到8-10个量子比特，要在量子模拟上达到超越“天河二号”的水平，大约需要45个光子的量子系统，但这不是普适的量子计算机，而是针对特定问题的量子模拟机，而要达到超过现有超级计算机百亿亿倍的水平，大概需要100个量子比特。
但是，量子模拟和量子计算机对于量子比特操控的容错性要求大不一样，前者可以认为单一的物理比特就可以作为量子比特，但是后者出于纠错的目的，需要用多个物理量子比特去编码一个逻辑比特，也就是说，用45个光子量子比特可以完成量子模拟，但是真正到量子计算机的时候，所说的100个比特应该是逻辑比特，意味着几百个物理量子比特。
“苹果”还是“安卓”
IBM的科研人员最近在《自然通讯》上发表了使用超导材料制成的量子芯片原型电路。他们将超导材料制成的四个量子比特整合为一体，预计未来数年之内即可以构建出16位量子比特的量子计算机，未来五至十年之内将达到数百位的量子比特。
理论上，实验室中任何可控的、有稳定特征能态的量子系统都可以作为量子比特，比如离子、中性原子、光子等。但是一个个独立的量子比特做不了量子计算机。为了实现量子运算，用作量子比特的粒子必须处于缠结状态，也就是所有的粒子都必须具备相干性。而且这种状态必须保持尽量长的时间，也就是保持纠缠。这是实现量子计算面临的两个最大障碍。
目前实现量子计算机的两种主要研究途径，就是基于量子光学的量子计算和固态量子计算。
中科院量子信息重点实验室主任、中科院院士郭光灿说，固态量子计算机包括超导量子干涉或半导体材料量子点的操作，自旋、能级、磁通量、相位等都可以作为可操作的目标。而量子光学则主要是操作束缚在腔、离子阱中的原子或离子，操作原子、离子的能级。
“这两种方法各有优劣，前者容易扩充，但相干性不好，后者相干性好，但难以实现纠缠。”他说。
英国科技网站新科学家的顾问迈克尔•布鲁克斯(Michael Brooks)2014年曾撰写一篇名为《量子计算机购买指南》的文章，在这篇文章中，他把“自旋或超导”形容为量子计算世界的“苹果或安卓”。
中科院量子信息重点实验室研究员周正威告诉财新记者，大家普遍认为适宜做量子计算的系统应该具有可集成性，并且期望量子计算系统能够建立在现有工业基础之上，希望建造量子计算机的技术仅仅是产业的再升级，而不是在重新凭空建造一个全新的物理系统。
正是基于这样的考虑，所以当前半导体量子点系统和超导电子学系统受到了美国和日本的高度重视。半导体集成电路和超导集成电路，这两个系统已经有成熟的工业基础，如果能够在这样的系统中通过产业升级建成量子计算机，无疑是这个行业的福音。
当然，在他看来也不能完全绝对，不排除在这两个系统之外的具有可集成的系统中构建量子计算机的可能。
目前潘建伟团队在量子比特研究上主要是在光子纠缠领域有雄厚的积累，并在超冷原子做出了一些国际水平的量子模拟工作。2012年他们实现了对八光子纠缠态的操纵，并实现拓扑量子纠错;2013年，他们首次成功实现了求解线性方程组的实验;2015年，首次成功实现了量子机器学习算法。
接受财新记者采访的专家坦率地表示，多光子纠缠只是原理性验证，和做一台计算机是两个概念。因为做成真正的计算机，有非常多的非科学成分，例如实用性如何，造价如何。
中科院物理所研究员赵士平对财新记者说，美国最近有很多关键性的进展，把过去参数比较好的设计，弄到可以集成化的程度，这样就可以做一些事了。虽然和真正的量子计算机还是有些距离，但在量子器件的设计上，尤其是在超导的领域，已经有了比较统一的目标。