1.前沿视角，讲述即将到来的量子时代如何开启下一轮科技革命
未来，晶体管会越变越小，终变成只有原子大小。因此，摩尔定律终会面临崩溃。而量子计算机的兴起实际上标志着硅时代开始接近尾声。硅时代之后的下一个时代，可能正是量子时代。计算机的每一次转折性发展，都让之前的技术遭到创造性破坏的冲击，并终走向被淘汰。量子计算机，将是下一轮科技革命的新起点。

2.事关资本和产业布局，展现如火如荼的科技竞赛
“谁有能力制造和使用量子计算机，谁就有更大的赢面去争夺人类未来的胜利。”任何对信息安全感兴趣的人都会关注量子计算机，它们可以破解几乎任何基于数字技术的加密代码。有大公司都在参与这场竞赛，谷歌、微软、英特尔、IBM、里格蒂计算公司和霍尼韦尔等无一不在开发量子计算原型机。这些硅谷的领头雁已经意识到，自己须紧跟这场革命的步伐，否则就会被淘汰，硅谷可能会成为下一个新“锈带”。制药公司意识到，量子计算机模拟复杂化学和生物过程的能力远远超出数字计算机。现在专门用于测试数百万种物的庞大设备，也许突然有一天就会被“虚拟实验室”所取代。资本竞争似乎比技术竞争更激烈，华尔街也对这项技术抱有浓厚兴趣，量子计算领域的上市公司IonQ在2021年的IPO中募集了 6亿美元。德勤预计量子计算机市场在21世纪30年代将达到数百亿美元。

3.内容威，全面分析量子计算机将如何对世界产生深远影响，革新经济、社会和我们每个人的生活
量子计算机之所以被冠以“极计算机”称号，是因为它是技术层面带有决定性意义的一次飞跃，对整个世界都将产生深远影响，革新经济、社会以及我们的生活方式。量子计算机的应用前景：
›攻克不治之症。癌症、阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化、帕金森病，以及修复DNA损伤和逆转衰老，很可能就是量子计算机的下一个战场。
›创造第二次绿色革命。解开固氮的秘密，以更低的能源成本养活爆炸式增长的世界人口。
›迎接太阳能时代。设计“超级电池”，加快向无碳能源未来的过渡，并减缓全球变暖的进程。
›实现人工光合作用。揭开光合作用的神秘面纱，人工光合作用将在对抗全球变暖的斗争中创造一个范式转变。
›与人工智能结合。量子计算机已经可以连接到神经网络，有可能创造下一代可以自我改造的学习机器。
›量子核聚变。在量子计算机中求解核聚变方程，调试虚拟设计，提高反应堆效率，使核聚变真正实现商业化。
›找到“万物理论”。重现宇宙诞生时的条件，尽可能接近爱因斯坦寻找的极理论——万物理论，解开宇宙的秘密。

4.贴合当下社会热点，新一轮科技革命和培育新质生产力的关键
加快培育新质生产力，量子产业就是其中的关键一环。我国对量子计算机的有技术路线均有布局，光学系统和超导系统均取得了显著的进展。

5.作者威度较高，图书受到广泛关注
本书作者加来道雄，是美籍日裔物理学家，超弦理论的奠基者。现任纽约城市大学理论物理学教授。他不仅在物理学研究领域学术造诣深厚，而且擅长撰写科普畅销书，并经常在电视、广播等节目中普及科学知识。他的文章《一名物理学家的教育历程》被收录至人教版高中语文课本。他的5本畅销书都是《纽约时报》畅销书，《量子霸权》也荣登《纽约时报》畅销书榜单，并入选美国亚马逊2023年度编辑荐。
量子计算机之所以被冠以“极计算机”称号，是因为它是技术层面带有决定性意义的一次飞跃，将为我们的经济、社会以及生活方式开创一个全新的时代。
正因为意识到这场革命即将带来深刻影响，所以世界上许多领头雁公司都选择在这项新技术上斥以巨资，谷歌、微软、英特尔、IBM、里格蒂计算公司和霍尼韦尔等都在开发量子计算原型机。资本竞争似乎比技术竞争更激烈，华尔街对量子计算领域的初创公司给予了很高估值。各国政府也纷纷投入资金，加速量子技术方面的研究。汽车制造商、医学研究人员和咨询公司都押注于量子计算，以设计更高效的车辆，创造拯救生命的新药，并简化业务。但这仅仅是开始。
人类面临的任何问题都有可能被量子计算机解决。加来道雄博士毕生致力于量子理论研究，他以其标志性的清晰和热情，讲述了这个令人兴奋的科学前沿，以及激动人心的争夺人类未来的竞赛。
一篇 量子计算机崛起
一章 硅时代的终结
量子霸权
摩尔定律的终结
它们为何如此强大？
量子计算机的减速带
革新世界经济
量子计算机的进一步应用
养活地球
量子医学的诞生
第二章 数字时代的终结
量子计算机：极模拟
巴比奇与差分机
数学是完整的吗？
艾伦·图灵：计算机科学先驱
计算机在战争中的应用
图灵与人工智能的诞生
第三章 量子的崛起
量子理论的诞生
波动方程的诞生
量子原子
概率波
薛定谔的猫
微观世界与宏观世界
量子纠缠
战争的悲剧
第四章 量子计算机的黎明
晶体管的诞生
天才在行动
纳米技术的诞生
费曼的路径积分理论
路径上的量子之和
量子图灵机
平行宇宙
多世界
埃弗里特的多世界
平行宇宙的重生
客厅里的平行宇宙
量子理论综述
肖尔的突破
击败肖尔的算法
激光互联网
第五章 竞赛开始
超导量子计算机
离子阱量子计算机
光量子计算机
硅光子计算机
拓扑量子计算机
D-Wave量子计算机
第二篇 量子计算机与社会
第六章 生命之源
两个重大突破
生命是什么？
物理学与生物技术
生物技术的三个发展阶段
生命的悖论
计算化学与量子生物学
第七章 绿化时代
光合作用的量子力学
人工光合作用
人工树叶
第八章 养活地球
人口过剩与饥荒
科学带来的战争与和平
ATP：自然界的电池
催化作用：自然界的捷径
第九章 让世界充满能量
太阳能革命？
电池的历史
锂革命
超越锂离子电池
汽车工业与量子计算机
第三篇 量子医学
第十章 量子健康
耐药细菌的出现
抗生素如何发挥作用
量子计算机的作用
“杀手”病毒
新冠肺炎大流行
预警系统
解密免疫系统
奥密克戎病毒
未来
第十一章 基因剪辑与癌症治疗
液体活检
嗅到癌症
免疫疗法
免疫系统悖论
CRISPR
CRISPR基因治疗
佩托悖论
第十二章 人工智能与量子计算机
学习机器
常识性问题
蛋白质折叠
计算生物学的诞生
朊病毒与不可战胜的疾病
“好”的淀粉样蛋白和“坏”的淀粉样蛋白
肌萎缩侧索硬化
帕金森病
第十三章 逆转衰老
热力学第二定律
什么是衰老？
预测我们到底能活多久
重置生物钟
热量限制
衰老的关键：DNA修复
重新编程细胞，逆转衰老
人体商店
组织工程
量子计算机的作用
数字永生
第四篇 建模世界及宇宙
第十四章 全球变暖
二氧化碳与全球变暖
预测未来
甲烷：一种温室气体
对军事的影响
极地涡旋
该做点什么？
量子计算机与气候模拟
不确定性
第十五章 瓶中的太阳
太阳为什么会发光？
核聚变的优势
建立核聚变反应堆
为什么一直延迟？
国际热核聚变实验堆计划
竞争设计
激光核聚变
核聚变的问题
量子核聚变
第十六章 模拟宇宙
“杀手”小行星
太阳系外行星
ET（外星人）在太空？
恒星演化
卡林顿事件
伽玛射线暴
黑洞
暗物质
粒子的标准模型
超越标准模型
弦理论
量子计算机可能掌握着关键
第十七章 2050年的一天
结语：量子谜题
上帝有选择吗？
作为模拟的宇宙
平行宇宙
宇宙是量子计算机吗？
加来道雄，著，世界知名物理学家，科学畅销书作者，超弦理论创始人之一，纽约城市大学研究生中心理论物理学教授。他拥有哈佛大学学士学位和加州大学伯克利分校物理学博士学位。
他撰写了多部广受赞誉的科学著作，著有5本《纽约时报》畅销书：《不可思议的物理》《人类的未来》《物理学的未来》《心灵的未来》《宇宙方程》。
他曾为BBC电视台、探索频道和科学频道主持过多部电视专题片，是美国和国际知名电视台的常客。他还主持两档美国科学广播节目《探索》和《神奇科学》。

苏京春，译，财政部中国财政科学研究院副研究员、硕士生导师，中国新供给经济学50人论坛秘书长。译有《经济奇点》《通往衰败之路》等。
从长期来看，经济增长是依靠内生动力驱动的，其中很重要的一项就是技术进步。如果说我们当下所处的经济增长时代是由硅技术带来的，那么量子技术一旦成功，则将推动我们步入新的增长时代。我对量子纠缠之类的问题很感兴趣，加来道雄的这本书更是激起了我进一步理解这个超越常识的问题的兴趣。苏京春知识丰富、文笔流畅，保证了这本书的可读性。我肯定会再次细读这本书，当然也愿意向学界同仁荐。
——余永定，中国社会科学院学部委员

人类的信息革命，正在从日新月异的硅时代跨入更为扑朔迷离、令人目不暇接的后硅时代——量子时代。未来世界将会是什么模样，一般人还很难想象。一旦“量子霸权”的新时代真正来临，整个社会将如何运转？全人类的生存和发展将会是怎样的前景？加来道雄的这本书，对这些问题给出了专业人士的系统性阐述，从量子与量子计算机的科普式解说，到社会与人生一系列基本而重大问题的未来解决方案展望，都有所论说。虽然不少细节还只能待考，但书中提供的思路与认识框架和诸多生动案例，均属难能可贵，很值得向读者朋友们荐。
——贾康，华夏新供给经济学研究院创始院长，孙冶方经济学奖获得者

在当前和未来一段时期，量子计算研究的核心任务是在量子纠错的辅助下实现量子比特的规模化相干操纵，同时探索解决典计算机无法胜任的若干重要科学问题。目前，很多大型科技公司对量子计算研究投入巨大，量子计算也得到了公众的广泛关注，但我们还是应该开展严谨的科技传播，消除信息壁垒，并帮助公众构建对量子科技合理的期待。美国物理学家加来道雄在这本书中对量子计算技术的发展历程进行了通俗讲解，对未来应用领域给出了自己的见解和展望。这本书生动有趣、轻松易读，荐给想了解量子计算的读者。
——潘建伟，中国科学院院士，中国科学院量子信息与量子科技创新研究院院长

对比硅、石墨烯等信息存储材料，地球上信息存储密度高的已知载体居然是DNA，而用DNA作为数据永久存储载体的技术已经走进现实。曙光初现的量子计算和呼之欲出的DNA存储将从根本上颠覆基于冯·诺依曼架构的计算和硅基存储的生产方式。加来道雄在这本书中对生命科学与量子科技的结合进行了全景式的描绘，当一切从科幻走向科学，再逐步形成技术和产业成果，我们将见证从“电子+无极硅”到“量子+有机碳”的时代跨越。
——尹烨，《生命密码》系列作者，华大集团CEO（首席执行官）

这本书梳理了量子的来龙去脉，对量子在未来如何参与并服务个体生命和社会秩序搭建也做出了瞭望和“彩绘”。除此之外，这本书还是一部浓缩的科技史，其中呈现了牛顿、图灵、莱特兄弟等杰出人士，他们的故事与诗意的文字、缜密的逻辑铺就出波澜壮阔的科技图景。感慨作者的洞察、贯通、描绘的力量。
——李成才，著名纪录片导演

别被这本书的书名所迷惑，量子世界观及其带来的可能性远比量子行为本身更加深刻。作者并没有花费太多篇幅解释量子科学的生涩理论，而是为大众描述了未来人类社会因为量子技术的发展而出现的多种可能性。人类在不知不觉中已经进入了量子时代，但是大众对于量子科学的理解尚未普及，充斥坊间的大多是玄幻或者艰深难懂的量子理论介绍。因此，这本专注于量子世界可能性的作品将为读者打开一扇面向未来的认知之门。
——韦青，微软中国CTO（首席技术官）

人类与技术之间的关系是一直在多线动态演化着的。眼下，我们似乎又要从硅时代迈入新的量子时代了，我们与自然界的关系到底会发生怎样的变化？我们之间的关系到底会发生怎样的变化？我们的生活和生命又将会发生怎样的变化？这本书给出了一种可能的答案，不失精彩。
——綦晓光，剑桥大学沃尔森学院（教授级）终身成员

很高兴看到苏京春博士能把美籍日裔物理学家和科普作家加来道雄先生的这本书介绍给中文世界的读者！如果您有兴趣了解未来人类将会生活在怎样的世界，那么您一定要读这本书！
科技革命是提高人类社会生产力的大动力。从17世纪蒸汽机的发明，到20世纪计算机的发明，再到今天人工智能的突破，人类在体力和脑力两方面的能力都得到了指数级的提升，从而创造了巨大的生产力，不仅彻底改变了人类的生存状态和环境，也创造了巨大的经济、文化和社会财富，缔造了璀璨的现代文明！正如李录先生在其《文明、现代化、价值投资与中国》一书中所指出的，现代科技和自由市场使我们人类社会进入一个可持续复利增长的状态，一波又一波的科技革命将不断推动这样的经济增长。
苏京春博士作为一名优秀的经济学家，敏锐地注意到量子计算机的出现将给世界带来的巨大变化，应邀将这样一本科普性的书翻译给中国的读者。加来道雄先生是著名的量子物理学家、弦理论研究先驱，他在书中使用了大量的科学知识和典故，这些知识和典故涉及很多专业名词和用语，要想用中文将英文原意表达清晰，需要良好的科学素养，对像我这样本科为物理专业的非专业人士来说也是挑战。京春博士在翻译中对原文的表述把握准确，行文流畅，读起来完全没有生涩和吃力感。强烈荐！
加来道雄在书中饱含激情地向读者介绍了量子计算机将如何帮助人类解决能源、材料、健康、生命科学、人工智能及基础科学研究等各方面的难题，以及其对人类所面临的如饥荒、战争和全球变暖等重大挑战所可能带来的巨大改变。我们应该注意到，量子计算机的发展本身还有许多需要逾越的障碍，而我们也不能忽视人类所面临的各种难题和挑战的复杂性以及量子计算机的出现可能给人类带来的重大风险和负面影响。作为理性的读者，我们对新生事物既要保持乐观开放的心态，又要保持审慎怀疑的态度。
——常劲，喜马拉雅资本COO（首席运营官）

艰深的物理学知识经由加来道雄的阐释而引人入胜，对普通读者来说，以管窥豹，虽未见得全貌，但五彩斑斓，却也能够激发在日常生活之外玄远的想象。
——陈荣凯

量子计算时代正在飞速向我们靠近，这对我们的生活和周遭的世界意味着什么？在这本书中，博学的加来道雄以深入浅出的笔法，带我们畅游于物理学、化学、生命科学、气候学、天文学、计算机科学……的典历史和前沿成就之间，为我们展望了量子计算时代的开启将对人类的生老病死、对宇宙的揭秘探索带来怎样的革命性变化。也感谢苏京春博士，她简洁流畅的翻译，为此书增色不少。
——袁宜，富国基金首席经济学家

加来道雄教授用通俗易懂的语言，深入剖析了量子计算的基本原理和商业潜力，生动形象地展现了其在生命科学、新能源开发和人工智能等领域的巨大潜力。对于想要把握科技脉搏、预见未来趋势的读者来说，这本书是一份宝贵的指南。
——米磊，中科创星创始合伙人，硬科技理念提出者

变革无处不在，一切皆有可能！让我们跟随加来道雄对“量子霸权”的阐释与描摹，一起跨入不可思议的大转折时代，看量子计算机革命将如何改变世界。加来道雄知识广博、学养深厚、思想旷达，对科学的本质洞察入微，对科学的思维方式有着精深的理解。这使得他的作品往往立意高远、视野开阔、引人入胜，呈现出多姿多彩的科学景象，读来更添耐人寻味、余韵无穷之感。
——尹传红，中国科普作家协会副理事长，科普中国专家智库委员会委员

从基础科研的角度来看，结构生物学能告诉我们一种蛋白质为什么会具有特定功能。而从应用的角度来看，结构生物学大的作用就是助力药物设计与改造。大部分生物学问题都会涉及蛋白质，因为蛋白质是生命的执行器。当蛋白质出了问题，细胞就会出问题，进而人就有可能生病。要想了解蛋白质与疾病的因果关系，就需要研究蛋白质的结构，以及由结构所决定的功能。如今基于人工智能算法的阿尔法折叠已预测出超过2亿种蛋白质的大体结构，并且我们已经有一些基于深度生成模型的算法能够设计或优化蛋白质。这些利用人工智能设计的蛋白质，有可能成为治疗癌症的药物，也有可能成为检测病毒的分子探针，还有可能帮助我们获得更紧致的皮肤或更强大的免疫力。不过，即便是在人工智能的加持之下，蛋白质设计仍然是一道难题，面临诸多挑战。在这本书中，加来道雄也前瞻性地讲述了量子计算机结合人工智能，将能够在分子水平上确定缺陷蛋白质是如何运作的，或许人类就能找到治愈不治之症的方法。
——叶盛，北京航空航天大学教授、博士生导师，科普中国形象大使

科学家的工作是探索世界。这个“世界”可以很“大”，从我们的日常生活直到浩瀚宇宙都包括在内，被称作宏观世界；这个“世界”也可以很“小”，例如比1纳米（十亿分之一米）还小的事物和它们的现象，被称作微观世界。一件事物但凡能在某一方面达到致，它就一定“身怀绝技”。量子小到了致，它的“本领”堪称“神奇”，作用更是巨大。今天的计算机，在一个确定的时间，1位存储位只能存储0或1两种状态中的一种；而对量子计算机来说，1位存储位则可以同时存储0和1两种状态的叠加态，“天生更聪明”。有了这种“先天优势”，未来量子计算机的存储和运算功能将比今天的计算机强大不止千百倍！加来道雄的这本书对量子计算机的兴起、发展、未来应用以及颠覆性影响进行了全面的分析，荐各领域读者阅读。
——陈征，北京交通大学物理科学与工程学院副教授

2023年12月，《自然》杂志上的一篇论文《实现基于可重构原子阵列的逻辑量子处理器》引发了国内外的大轰动。该论文的作者哈佛大学实验团队及其合作者宣布，他们利用精确的“激光镊子”操纵单个原子以创建“量子电路”，从而可以更有效地纠错，实现了48个逻辑量子比特。相较于昂贵且温度条件苛刻的超导量子计算机，这个新的技术方案成本更低、编码更灵活、纠错效率更高。国内的一些研究团队，如中国科学院精密测量科学与技术创新研究院、清华大学，也在这个方向上取得了重要进展。量子计算机“大爆发”的时代可能就要到来了。在这本书中，加来道雄展望了量子计算机与人工智能结合后，将给人类文明带来的颠覆性变革。荐对前沿科技话题感兴趣的读者阅读这本书，身临其境地感受一下量子计算机的威力。
——严伯钧，知名科普作家，文津奖得主

与量子有关的技术，如量子计算、量子通信、量子精密测量等正在有力地推动社会进步，造福人类生活。近年来，我国在量子技术方面取得了一系列突破。量子计算方面，“九章”“祖冲之号” 均取得了显著进展；量子通信方面，“墨子号”卫星成功发射；量子精密测量方面，研发了具有超高灵敏度的新型核自旋量子测量技术。这本书清晰、简洁地介绍了量子计算机的概念、原理及发展历程，并重点讲述了量子计算机在各领域的前瞻性应用，以及给经济社会带来的变革性影响，能够为关心量子技术的国内读者提供严谨的科普知识与生动的应用案例。
——周思益，重庆大学物理学院副教授，科普达人

加来道雄在这本书中花费大量篇幅讲述了计算机的历史，把听众带回到作为关键基础的图灵机和晶体管的发明。不过，令人心驰神往的未来才是这本书的重点，清晰的叙事和思维过程让我们对这一技术转折点有了充分的认识。
——《纽约时报书评》

专家们认为量子计算技术可能会对社会产生深远影响，加来道雄巧妙地将相关的科学领域融入其中。加来道雄擅长为量子力学和计算的复杂性提出易于理解的比喻，文笔优美，通俗易懂，为读者提供了量子计算及其基本原理和潜力的全面概述。
——《科学》杂志

一位知名物理学家解释了量子计算令人震惊的潜力。将复杂的科学概念转化为普通读者能够理解的语言是一门艺术，纽约城市大学理论物理学教授加来道雄是好的实践者之一，他探讨了量子计算将如何深刻影响人类活动的方方面面——生物技术、医学、能源、食品生产和环境模拟。作者不时停下来进行总结，鉴于该主题本身的复杂性，这一点非常重要。加来道雄一贯的极富感染力的热情，使这本书成为对未来科技重要组成部分的重要指导。这是一本关于已经开始的计算革命的信息丰富、趣味十足的读物。
——《柯克斯书评》

这本书发人深省，揭示了量子计算的前景、力量和可能性，令人叹为观止。加来道雄将激发对计算机和量子力学之间的联系感兴趣的读者的想象力。
——美国图书馆协会《书单》杂志
量子霸权
2012年，加州理工学院物理学家约翰·普雷斯基尔次提出“量子霸权”这一说法，那时许多科学家都不认同。他们认为，量子计算机想要超越数字计算机还有很长的路要走，短则几十年，长则可能几个世纪。毕竟，在单个原子而不是在硅片上完成计算，在科学家看来技术上是极难实现的。哪怕是轻微的振动或噪声都会扰乱量子计算机中原子的精细工作。但截至目前，一系列关于量子霸权的惊人声明，都粉碎了当年反对者的悲观预测。当下，人们只关注这个领域到底发展到了哪里，而不再怀疑它是否有发展的潜力。
该领域中不断发布的卓越成就引起了广泛的关注和震动，甚至惊动了各国政界以及绝密情报机构。一些告密者提供的资料表明，美国中央情报局和美国国家安全局都在密切关注该领域的发展。这是因为量子计算机的功能非常强大，原则上，成熟的量子计算机可以破解有已知的网络代码。这就意味着，政府精心保护的秘密，即便是视若珍宝的端敏感信息，也都非常容易受到攻击，企业或个人的机密就更不用说了。意识到情况的紧迫性之后，负责制定国家政策和标准的美国国家标准与技术研究院（NIST）近发布了指导方针，主动帮助大公司和机构制订计划，使它们能够更平稳地过渡到这个可能无法避免的新时代。美国国家标准与技术研究院宣称，预计到2029年，量子计算机能破解128位AES（高级加密标准）加密，而这也是当前许多公司正在使用的加密算法。
在《福布斯》杂志上，阿里·埃尔·卡法拉尼撰文指出：“对任何需要保护敏感信息的机构而言，这都是一个令人望而生畏的前景。”
中国已经在量子信息科学国家实验室投入了100亿美元，目标就是成为这一至关重要、快速发展的技术领域的领导者。各国花费数百亿美元甚至更多，来小心翼翼地保护这些密码。有了量子计算机之后，黑客就有能力闯入地球上任何一台数字计算机，从而扰乱工业运转甚至军事行动。有敏感信息都将有机会被提供给出价高的人。而一旦量子计算机闯入华尔街的密室，则可能引发金融市场动荡。当然，量子计算机还可能解锁区块链，严重破坏比特币市场。据德勤的估计，大约25%的比特币有可能受到量子计算机的黑客攻击。
数据软件信息技术公司CB Insights在一份报告中总结：“那些运行区块链项目的人可能正密切关注量子计算的每一个进步。”
因此，与数字技术紧密相连的经济世界实际上正处于危险之中。华尔街的银行会使用数字计算机来跟踪数十亿美元大体量的交易。工程师则用数字计算机设计着摩天大楼、桥梁和火箭。艺术家也在通过数字计算机来完成好莱坞大片的动画制作。制药公司会使用数字计算机来开发下一种特效药。孩子也通过使用数字计算机，和朋友一起玩新的电子游戏。至关重要的是，如今我们严重依赖手机来获取朋友、同事和亲人发来的即时消息，恐怕大家都有过因找不到手机而陷入恐慌的经历。事实上，当前人类的生活很难不依赖数字计算机。人类是如此依赖数字计算机，以至于如果世界上有的数字计算机突然停止工作了，那么人类文明也就陷入混乱了。这也是为什么科学家如此密切地关注量子计算机发展。

摩尔定律的终结
到底是什么导致这场混乱和争议发生的呢？
量子计算机的兴起实际上标志着硅时代开始接近尾声。过去的半个世纪里，摩尔定律揭示了计算机行业强大的爆发规律，它也正是由英特尔的创始人戈登·摩尔提出并命名的。摩尔定律指出，计算机的计算能力每18个月就能翻一番。这个看似简单的定律实际上有效追踪并描述了计算机技术的显著指数级增长。这项发明是人类历史上有的，没有其他任何发明能在如此短的时间内产生如此普遍的影响。
计算机这项发明在登上历史舞台后，已历经许多发展阶段，每一个新阶段的到来都大地增强了计算机的能力，并且推动了重大的社会变革。事实上，摩尔定律一直可以追溯到19世纪的机械计算机时代。那时候，工程师还只能使用旋转的圆柱体、齿轮、传动装置和轮毂来完成简单的算术运算。到了20世纪之交，这些计算装置开始使用电力运转，于是继电器和电缆取代了齿轮系统。到第二次世界大战期间，计算机已经可以通过使用大量真空管进行复杂计算来破解政府高级密码。第二次世界大战后，真空管升级为晶体管，而随着晶体管的体积不断实现微缩，计算机的速度和功率也实现了持续进步。
早在20世纪50年代，只有五角大楼和跨国银行等政府机构或大公司才能买得起大型计算机。这些计算机的功能非常强大（例如，ENIAC可以在30秒内完成人类可能需要20小时才能完成的计算任务），但它们的价格昂贵、体积庞大，常常需要占据办公楼的整整一层。后来，微芯片彻底改变了这个局面，经过几十年的发展，微芯片的尺寸不断减小，直到现在，指甲盖大小的芯片都容纳着大约10亿个晶体管。如今，孩子用来玩电子游戏的手机比以前五角大楼用过的要占用一间屋子的笨重家伙的计算功能更强大，我们包袋里的笔记本电脑也比“冷战”时期那些庞大的电脑更先进。
一切都将成为过去。计算机的每一次转折性发展，都让之前的技术遭到创造性破坏的冲击，并终走向被淘汰的命运。摩尔定律所指出的发展规律，在现实中已经出现放缓趋势，照此下去终势将停止。主要原因是，现在的微芯片已经非常紧凑了，薄的晶体管层大约只有20个原子直径那样薄。而当晶体管层继续压缩到大约只有5个原子直径时，电子的位置就将变得不确定，电子可能会逃逸出来，从而导致芯片短路，或者可能会产生大量热量而进一步导致芯片熔化，囿于此，晶体管层继续压缩变薄的空间已经不断收窄。换言之，根据物理定律，如果想要在主要材料为硅的基础上继续微缩，那么摩尔定律终会面临崩溃。由此来看，我们可能已经开始步入见证硅时代终结的阶段。硅时代之后的下一个时代，可能正是我们所说的后硅时代，或者可以直接称之为量子时代。
正如英特尔公司的桑贾伊·纳塔拉詹所说的：“我们认为，我们已经从这个体系结构中挤出了有你认为能够挤出的空间。”
下一轮技术浪潮来临后，硅谷终很有可能变成新“锈带”。
虽然现在放眼望去，一切似乎都还风平浪静，但是这个新未来迟早会排山倒海而来。正如谷歌人工智能实验室主任哈特穆特·内文所说：“表面上看起来什么都没有发生，没有任何风浪——直到你突然喊出‘哎哟，我怎么就来到这个全新世界了呢’。”

它们为何如此强大？
是什么让量子计算机如此强大，以至于全世界各个国家都迫不及待地想掌握这项新技术？
从本质上讲，有近现代计算机都是基于数字信息技术的，均采用一系列0和1的组合进行编码。信息的小单位，即单个数字，被称为“位”。将0和1的序列输入数字处理器，随后数字处理器就开始进行计算，计算出结果后再输出。例如，你的互联网连接速度可以用每秒的比特数（缩写为bps）来衡量，所以1G带宽就是指每秒有10亿多个字节被发送到你的电脑，因此你可以比较流畅地实时访问电影、电子邮件、文档等。
然而，1959年诺贝尔奖得主理查德·费曼观察到了一种不同的数字信息方法。在一次名为“底部有足够的空间”的颇具预言性、开创性的演讲，以及后来发表的论文中，费曼都曾提问：“为什么不考虑用原子状态取代0和1序列从而制造出一台原子计算机呢？为什么不用尽可能小的物质——原子去代替晶体管呢？”
原子就像一个一直旋转的陀螺。在磁场中，它们的位置是相对更加灵活的，可以顺应磁场产生向上或向下排列，以此来对应于0或1的排列。数字计算机的计算能力与计算机中的位数（0或1）直接相关。
但亚原子世界的规则是不稳定的，因为原子可能旋转到两者的任意组合当中。例如，可能存在这样一种状态，原子有10%的时间是自旋向上的、90%的时间是自旋向下的，或者有65%的时间是自旋向上的、35%的时间是自旋向下的。事实上，原子自旋的这种规则可能导致无数种状态，从而大大增加了去描述更多数量的各种状态的可能性。因此，原子表现出能够携带更多信息的属性，这时基本单位也不再是一个比特，而是一个量子位，即同步实现向上和向下的不同组合。数字算法下的比特单位，每次只能携带一位信息，从而限制了它们的能力。对比之下，量子位的能力几乎可以说是无限的，这是因为在原子水平上，某一个物质往往可以实现同时以多种不同状态存在，这被称为“量子叠加”。（这就意味着，常见的通用定律在原子水平上不再适用。因为在原子这个特殊维度上，原子中的电子甚至可以同时在两个不同状态下存在，而大型物体是不可能做到这一点的，它们不可能同时出现在两个不同地方。）
此外，这些量子位之间还可以相互作用，而这对于普通的比特来说也是不可能的，这种量子位之间的相互作用叫作“量子纠缠”。与每一个比特都是处于相对独立的存在状态有所不同，每当增加一个新的量子位时，这个量子位都会与之前的有量子位发生相互作用，从而使原来的量子位之间可能发生相互作用的次数直接增加一倍。也正因有这样的内在属性，量子计算机天生就比数字计算机强大得多，因为每增加一个额外量子位，交互次数就会翻倍。
举个例子，当下的量子计算机已经可以拥有100多个量子位。这就意味着，这些量子计算机的计算能力相当于那些只拥有一个量子位的超级计算机的2100倍。
谷歌的Sycamore量子计算机就是全球一台实现量子霸权的计算机，其拥有的53个量子位能够处理720亿吉字节内存。因此，在Sycamore这样的量子计算机面前，任何传统计算机都相形见绌。
无论是对商业还是对科学来说，量子计算机的强大计算能力带来的影响都将是巨大的。当我们从数字经济的世界过渡到量子经济的世界时，更大的风险也将随之而来。