這個問題有點像是「先有雞還是先有蛋」的悖論：電腦科學家和物理學家致力於研發實用量子電腦的眾多原因之一，就是為了模擬量子系統本身。即使是最大的傳統超級計算機，也無法模擬僅包含數十個粒子的系統的一些量子特性，而對新材料和下一代科學的探索，要求我們找到實現這一目標的方法。因此，美國國家標準與技術研究院 (NIST) 的物理學家們建構了一個能夠模擬數百個量子位元之間相互作用的量子模擬器，這一點尤其值得關注。
這當然不是量子運算的終極目標，但無疑是個令人振奮的進步。 NIST 的模擬器本質上是由一層鈹離子構成，數百個鈹離子排列在一個直徑小於一毫米的圓形平面上，懸浮在一個被稱為彭寧阱的腔室中。在這種情況下，量子位元（qubit）是每個離子的最外層電子，它相當於經典位元的量子版本，代表 0 或 1（在量子情境中，兩者可以同時存在）。
美國國家標準與技術研究院 (NIST) 的物理學家利用雷射將離子冷卻至接近絕對零度，然後用精確控制的微波和雷射脈衝對其進行轟擊，從而使電子以可控的方式相互作用，模擬出（至少在數學上）在實驗室中無法實際研究的複雜量子系統。因此，它更像是一個量子系統模擬器，而不是真正的量子計算機，但即便如此，它仍然令人興奮。這種模擬器可以幫助物理學家對極其複雜且神奇的理論材料進行建模和研究，例如高溫超導體，這種材料未來或許能夠在電網中遠距離傳輸電力，而不會以熱的形式損失太多能量。
美國國家標準與技術研究院（NIST）報告稱，早期基準測試實驗表明，該量子模擬器表現良好。然而，為了進行基準測試，由於系統必須足夠簡單以便經典電腦能夠驗證，因此其創建實驗必須在電子間相互作用相對較弱的情況下進行。在這個過程中，物理學家們遇到了量子運算領域面臨的關鍵問題之一。
為了檢驗首批量子電腦（或模擬器）的效能，科學家需要一台真正能運作的量子電腦——這本身就是一個悖論，意味著在建構真正的量子運算平台的過程中，我們將經歷一些波折。早期的量子突破將會產生一些類似代數題的問題，我們無法透過反向推導來驗證答案的準確性。但是，嘿，這正是量子物理學和電腦科學的前沿領域——而且，確定性本身也毫無樂趣可言。
科學大師
