想象一下美国正在遭受攻击。一架载有弹头的敌机正在向海岸驶去，潜入和潜入雷达。战斗机一直在争夺战中，人们正在疯狂地寻找目标。
但是，国家最好的防御不是航空母舰或导弹系统。这是一盒令人难以置信的冷原子。
一位大将大喊：“使用量子计算机。” 计算机内部的原子可以解决复杂的问题，并且几乎可以立即发出指令，说明如何重新配置雷达阵列，以便可以跟踪和瞄准敌机。
ColdQuanta是一家已经掌握这种情况的公司。它最近与美国国防研究机构达帕（Darpa）签订了一份合同，制造一台量子计算机，该量子计算机可以快速解决在防御系统部分失效的情况下如何最好地重新放置雷达设备。
该项目依赖于能够将足够多的原子作为量子位聚集在一起-量子计算机的基本组成部分，从而可以执行计算。
为此，原子必须非常冷，从而使此类计算机成为世界上最冷的计算机。
量子计算被大肆宣传，但是这项技术还处于起步阶段。公司刚刚开始构建他们认为有一天会在某些有用任务上胜过传统数字计算机的系统。
“我们被要求在未来40个月内要做的是，拥有一台具有数千个量子比特的机器来解决与国防相关的现实问题，而我们正在研究的是该雷达的一种版本覆盖问题。”位于科罗拉多州的ColdQuanta首席执行官Bo Ewald解释说。
上面的示例是一个优化问题，可能有成千上万种可能的解决方案。关键是选择最好的一个。
除了军事应用外，量子计算机还可以用于大型车队的药物设计，投资策略，加密破解和复杂的调度问题。
埃瓦尔德先生说，这是量子计算机将产生最初影响的地方-寻找最佳解决方案，这些问题将使现有计算机，甚至最快的超级计算机，要花费数小时或数天才能解决。
正在开发各种类型的量子计算机，但是使用超冷中性原子作为量子位的方法是不寻常的-与IBM和Google等大公司或其他使用带电原子的项目开发的超导量子计算机不同。而是称为离子。
超导量子计算机不使用单个原子作为量子位，尽管那些系统依赖低温，但它们却不如ColdQuanta中性原子所需的温度低。
他自豪地解释说：“超导分子正在Millikelvin竞赛。
开尔文是温度的量度。开尔文零，绝对零（-273.15C）是有史以来最冷的。
尽管Millikelvin的温度为0.001开尔文，却很冷，而ColdQuanta的微开尔文原子却要冷得多-大约为0.000001开尔文。实际上，两者都比我们在自然宇宙中所知的任何地方都要冷得多。
在ColdQuanta的情况下，rub原子是在一个微型的，六边形或矩形的玻璃盒子中的真空中聚集在一起的，该盒子大约宽1英寸，深1英寸，高2英寸。原子纯粹通过激光保持在高空。
但是为什么温度如此重要？斯特拉斯克莱德大学的安德鲁·戴利（Andrew Daley）教授表示，能够操纵原子并将其固定在位至关重要。
将激光照射到原子上会促使它们释放一些能量并放慢速度。这使得将它们几乎完美地保持静止成为可能，这是这里的重点。在您或我会想到感冒的意义上说，它们并不冷-而是它们的速度大大降低了。
戴利教授说，当您连续获得鸭子（原子）后，就可以按照自己的意愿排列它们。对原子的这种细粒度控制意味着它们可以以二维或三维形式放置，在量子计算机的中心彼此紧密堆积。这很重要，因为每增加一个原子，计算机的功能就会加倍。
用另一个激光照射每个中性原子会激发它们，从而大大增加了它们的尺寸。这些调整通过一种称为纠缠的怪异现象对信息进行编码或将原子链接在一起。现在，您有一个qubit集合，它们可以作为一个系统进行调整，可以进行调整以表示某种数学模型或某种问题。
令人惊讶的是，量子计算机的用户理论上可以对该系统进行编程以一次模拟大量可能性。这不像传统的计算机并行处理大量计算，它比这更奇怪且不可预测，而最终获得有用的答案是很棘手的。
斯特拉斯克莱德大学戴利教授的同事乔纳森·普里查德（Jonathan Pritchard）说：“您想要的是最终的量子态代表您要解决的问题的答案。” 量子计算机最终应该倾向于一种特定的状态，或者是对问题的一种特定的答案。
对于正确的问题，与传统计算机相比，它可以使我们更快，更有效地接近最佳答案。
戴利教授说：“我们确实仍在等待计算任务的演示，在那里我们可以证明这些机器所做的事超出了传统计算机所能做的-实际上是有用的。”
法国公司Pasqal正在基于与ColdQuanta类似的原理构建原型系统。
Pasqal的系统适用于能源巨头EDF，如果运行成功，它将提出超高效的电动汽车充电时间表。具体而言，目标是最大程度地减少完成所有车辆充电所需的总时间，同时使某些更重要的车辆优先于其他车辆。
董事长克里斯托夫·尤尔扎克（Christophe Jurczak）承认，这类问题可以用传统的计算机解决，但他认为量子系统最终将变得更快，例如在一小时内完成，而不是24小时内。
他说：“这似乎并不大，但是如果您想每小时更新一次策略，那将是一个很大的差异。” 在此过程中，它的耗电量可能会比超级计算机少100倍。
目前，所有这些都需要真实证明。但是有迹象表明，在未来几年中-比某些人预期的要快-我们将发现这种令人迷惑的冷式计算机实际上是多么有用。
