由于其复杂的设计和特性，量子计算机主要用于解决传统计算机过于复杂或无法完成的任务（例如自然科学和工程领域的模拟任务、物流和金融领域的优化任务、人工智能背景下的机器学习以及解决某些加密协议安全性背后的数学问题）。虽然通用量子计算机仍然主要是一种理论构造，但人们正在投入大量资金来构建它们。不仅 IBM、谷歌、微软和英特尔等大型科技公司，而且大学、衍生公司和初创企业也在开展相应的研发工作。尽管如今芯片上可以容纳的量子比特数仍然在几百个范围内（例如 IBM 于 2022 年推出的 Osprey 量子处理器有 433 个量子比特），但 IBM 计划到 2033 年建造一台 100,000 量子比特的量子计算机。2 如果能够实现这一雄心勃勃的目标，我们将进入所谓的密码相关量子计算机 (CRQC) 的领域。我们尚不知道量子计算机需要多大才能有资格成为 CRQC。部分原因是当前使用的物理量子比特极易出错，需要许多量子算法来纠正这些错误。迄今为止采用的主要方法是将多个物理量子比特组合成一个容错量子比特，称为逻辑量子比特。这一过程被称为量子误差校正 (QEC)，这一领域最近取得了长足进步。一种竞争性方法使用量子光学方法直接创建容错量子比特。