2026年7月23日——1951年2月，一台房间大小的机器运抵曼彻斯特大学。

世界上第一台商用通用计算机——费兰蒂Mark I，拥有4000个电子管、10万个焊接点和6英里长的电线。它运行所需的27千瓦电力，相当于今天大约600台中端笔记本电脑的功耗，但在当时，这一定感觉像是一个奇迹。

75年过去了，曼彻斯特依然处于计算领域的前沿。机器可能已经不同——不再是2.5米高的机柜，而是远小于此的设备——但研究团队仍在问同一个问题：能否将一个理论转化为改变世界的设备？

在2026年，答案是：硅、单原子，以及量子物理的奇异法则。

什么是量子计算机？

从费兰蒂Mark I到你桌上的笔记本电脑，所有以前的计算机都是以比特（即1和0）的形式处理信息。但现在，量子计算正在改变游戏规则，它们使用量子比特。量子比特可以同时以1和0的状态存在；通过许多量子比特协同工作，量子机器可以同时探索大量解决方案，而不是逐一处理。

这意味着潜在的巨大影响。从模拟新药物到测试未来通信系统的安全性，那些今天最强大的超级计算机需要几个世纪才能解决的问题，未来可能在数小时甚至数分钟内就能解决。

障碍是什么？

进展的主要障碍在于量子比特极其脆弱。环境中即便是微小的变化，比如温度波动或周围环境的扰动，都可能导致错误。构建一台可靠且可规模化工作的量子计算机意味着要解决这个问题。

硅，作为所有现代计算机芯片的基础材料，提供了一条可能的出路，因为科学家已经知道如何制造高度精确的硅器件。然而，天然硅中含有一种同位素——硅-29，它会导致“核自旋翻转”效应，使量子比特丢失数据。

长期以来，一直没有实用的解决方案。

曼彻斯特的答案

2024年，曼彻斯特的研究人员宣布找到了一个方法。通过开发一种工程化硅的方法以去除硅-29，他们生产出了世界上最纯净的硅材料。这种纯化的硅可以为高性能量子比特器件提供稳定的平台，并为大规模制造量子计算机创造了机会。科学家认为，这开辟了一条通向包含一百万个量子比特的器件之路，其尺寸可能小如针尖。

在获得这种材料后，团队转向扩大纯化工艺，并使用样品开发原型量子器件。

随后，在2026年3月，曼彻斯特和IBM的研究人员使用量子计算机验证了一种此前从未存在过的分子的性质。这是该技术潜力的具体展示。

这对未来意味着什么

英国最近发布的《国家量子战略》拨出25亿英镑的投资用于打造蓬勃发展的量子产业，许多人预测，量子技术将在未来十年内创造一个价值数百亿美元的全球市场。

曼彻斯特的量子科学与工程中心处于这一雄心壮志的核心，它培养新一代科学家和工程师，同时建立必要的行业合作伙伴关系，将发现从实验室推向现实世界。

以任何经典计算机都无法比拟的规模处理复杂挑战的能力，可能很快将改变能源、制造业、数据安全、药物发现和疫苗设计等多个领域。

75年前，费兰蒂Mark I证明了非凡的想法可以变为现实。如今的研究人员可能在不同的尺度上工作——用单原子取代了整个房间——但他们的成就同样可能具有革命性。