量子技术正加速从实验室迈向现实世界，当前领域发展迎来关键转折，类似晶体管与现代计算机出现前的早期计算机时代。新文章概述了超导量子比特、囚禁离子、自旋缺陷、半导体量子点、中性原子和光子量子比特这六种领先量子硬件平台的现状。

为比较各平台在计算、仿真、网络和传感应用领域的进展，作者借助大型语言人工智能模型评估技术成熟度等级(TRL)。结果显示，先进原型系统已具备系统运行和公有云访问能力，但原始性能尚处早期开发阶段。例如，大规模量子化学模拟等重要应用，需数百万个物理量子比特，误差性能远超当前技术。麻省理工学院教授威廉·D·奥利弗指出，如今量子技术较高TRL等级，不意味着最终目标达成或科学研究结束，仅反映意义重大但有限的系统级演示，仍需大幅改进和扩展。

TRL得分最高的平台各有侧重，超导量子比特用于量子计算，中性原子用于量子模拟，光子量子比特用于量子网络，自旋缺陷用于量子传感。作者强调，量子系统有效扩展面临诸多挑战。材料科学和制造技术需取得重大进展，以制造稳定、高质量、可大规模生产的器件。布线和信号传输是核心瓶颈，大多数量子平台需为大多数量子比特配备独立控制通道，扩展至数百万个量子比特时，增加布线不可持续。电源传输、温度管理、自动校准和系统控制也带来相关挑战。

作者将量子技术工程需求与计算机发展史经验教训相联系，认为量子技术发展将遵循类似轨迹，强调系统级自上而下设计策略、共享开放科学知识体系以及耐心的重要性。

更多信息：作者：David D. Awschalom 等人，标题：《量子信息硬件的挑战与机遇》，发表于：《科学》(2025)。期刊信息： 科学