量子计算机旨在利用量子力学现象在某些任务上超越传统计算机。虽然早期的量子设备(如量子退火器)仅限于实现专门的算法,但过去十年出现了通用门模型量子计算机,能够实现任何可以表示为一系列量子逻辑门的算法。在这个模型中,量子门被应用于量子比特,即量子处理器的基本存储单元,让人想起经典计算中逻辑门被应用于比特。虽然目前的门模型处理器仍然很小,处于嘈杂的中尺度量子 (NISQ) 领域,但它们已经实现了令人兴奋的发展,例如云端量子计算机的可用性 [10,13],以及在采样随机量子电路背景下实现量子霸权 [3]。此外,完善的量子纠错和量子容错理论为实现容错、可扩展的量子计算机的大量工程努力提供了基础 [33]。