我们经常看到的量子计算主要有两种形式：门量子计算和绝热量子计算。然而，还有第三种称为量子行走。量子行走是在自然界中发现的：量子行走是光合作用中电子转移步骤的工作原理。现在，研究人员已经让整个原子云跟上了他们的量子节拍。
量子行走可以用光来实现，但是你需要为每一次计算制作一台新计算机。然而，在玻色-爱因斯坦凝聚物(BEC)中，光和物质的作用是相反的。研究人员用它来演示BEC量子行走。
一大堆量子计算机
量子行走不同于以上两者。问题被编码为一系列路径。量子状态立即采用所有可能的路径，但路径允许量子状态干扰自身，使得编码解决方案的路径具有高概率，而其余的路径则不然。换句话说，你提交某些量子物体 – 比如光子 – 并测量光子出现的位置以获得解决方案。
诀窍是创建一组相互关联的路径来编码你希望解决的问题。如果光子是量子比特，你可以使用光纤做到这一点。光纤要彼此仔细耦合，以便量子比特可以行走进多个路径并与自身混合。耦合的强度决定了光子在每根光纤中传播的“多少”，而光纤的长度决定了干涉是否具有建设性或者破坏性。
光的量子行走是友好的，但每个设备都是固定的：光纤的长度和不同光纤之间的耦合不能轻易调整。基本上，基于光的量子行走的计算机缺乏可编程元件。
像光一样流动的物质
研究人员表明，BEC的空间路径可以通过微波和激光脉冲序列来控制，控制器的作用就像熟练的弹球运动员一样。但这是量子弹球：每当BEC击中保险杠时，球就会向多个方向移动并击中多个额外的保险杠。为了使事情更复杂，球在不同点交叉路径并重新组合。在路径重叠的地方，BEC会干扰自身。干扰降低了在某些路径上找到BEC的概率，而在其他路径上增加了BEC——这正是我们想要的量子计算。
让光变得坚实
但是还没有电脑。研究人员已经证明，单个BEC可以通过一个量子行走。然而，他们没有证明他们可以在该量子行走中编码问题。
据悉，这一步将会有一些困难。制作计算机意味着不同的路径应该受到不同的微波脉冲的影响。使用光纤模拟：在光子被分割成两条不同的路径后，左路径应该受到相对于右路径的不同耦合和路径长度的影响。但是，不同BEC路径之间的距离非常小，以至于不可能将微波脉冲仅针对其中一个。换句话说，我们不能阻止微波源修改整个BEC的内部状态。
尽管如此，这是一个良好的开端。BEC量子行走有可能结合几个世界的优点。BEC在干净的真空世界中运作并依赖于中性原子。它们应该能够提供高度可靠和长寿的量子比特。在这方面，它们更像是离子阱量子计算机。此外，量子行走可以提供一种扩展到更大问题的方法，而不必单独寻址大量量子比特的问题。在这方面，该方法则更像是绝热量子计算，并提供了扩展的前景。
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