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，找到准确控制电子自旋状态的方法。
中国人的贡献
2001年9月3日至8日，国际量子信息学术研讨会在中国安徽黄山举行。这是因为中国科技大学具有独创性的“量子避错码”和“量子概率克隆机”等研究，被国际量子信息领域的权威专家公认为是这一研究领域“最令人激动的成果。”
中国科学家曾于2000年研制出了4个量子位的演示用“量子计算机”，并且认为，对量子计算机的研制，要有一个正确的态度，关键要理性和-并重。目前这方面的工作正处于一个重大突破的前夜，从原理上讲研制量子计算机已经没有不可逾越的困难，但是在技术上还有很大的障碍，关键是人们还无法完全实现对“量子态”的操作。
“量子态不可克隆原理”指明了环境不可避免地破坏量子的相干性。这个所谓的消相干的问题，会使量子计算机的运行失效，因而，长期以来量子计算机一度被认为不可进入实际应用，是“被扔到垃圾堆里的东西”。解决量子的消相干问题是取得突破的关键。
为了攻克这一世界性难题，中国科学家通过试验发现，量子态在超辐射的条件下会发生集体效应，能在消相干的环境下保持其相干性，这一研究成果被国际学术界称为“无消相干子空间理论”。量子计算的编码问题，一直被认为是克服消相干最有效的方法。中科大的研究小组运用他们的“无消相干子空间理论”，在国际上首创了“量子避错编码原理”，从根本上解决了量子计算中的编码错误造成系统计算误差问题。
“量子不可克隆定理”成为量子计算机研究的重要障碍，但同时也为量子编码的绝对安全性提供了基础。量子计算中，要解决信息的存储和传递，就必须解决好量子的复制问题。国际学术界广泛研究保真度小于1的量子复制机，一直未获实质性结果。研究小组独辟蹊径，避开量子不可克隆的研究方向，提出了“量子概率克隆机”，这一理论随后被国际许多著名的实验室所证明。
新材料催生量子计算机
尽管量子计算的前景带来了数据存储量和处理速度大幅提升的可能性，但由于缺乏某些至关重要的材料，特别是在常温下具有磁性的半导体，其发展受到了限制。
最近的一些实验暗示了这种材料问世的希望。最近，美国太平洋西北实验室能源部的科学家研制出了一种半导体材料，其特点是材料在常温下具有超磁特性，科学家认为有可能将量子计算推向商业化。
据悉，科学家利用一种特殊的合成技术，研制了一种由钛、氧和钴组成的薄膜半导体材料。在国际商用机器公司阿尔马登研究中心科学家的协助下，证实很有可能研制出量子计算和新兴的自旋电子学领域所需的材料。
目前的计算机是利用电子的电荷储存并处理信息，但是，这种方法限制了可能实现的极限速度和存储密度。例如一种新的磁存储方式——类似计算机硬盘驱动器中的存储形式——依赖于电子自旋产生的磁特性。
不过，如果可以在半导体中对电子自旋加以利用，就有可能创立使计算机速度和存储密度大大提升的全新计算和信息处理方式。利用电子自旋，而不是电荷，来传送信息通常被称作自旋电子学。
实验证实，自旋电子装置可以为先进的技术提供基本特性，例如，磁存储、电子处理功能和量子计算在芯片上的集合——依赖电子相干自旋状态来传送并存储信息。如果一种材料的大部分电子以相同的方向自旋，这种材料将成为永久磁体。
为了便于操作，自旋电子装置需要使用在常温下保持磁性的半导体。而这却是一个难题，因为大部分磁性半导体都会在温度远远低于常温的环境下失去磁性，为了使其能应用于计算机，就需对其进行冷却，不过，这样做的代价昂贵，而且不切实际。
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